Desarrollo de una plataforma tecnológica para el análisis de flujos de potencia en sistemas eléctricos desbalanceados con recursos energéticos distribuidos.
Código:
2646
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Estado:
Cancelado
Investigador Principal
Edgardo Javier Revelo Fuelagán
Facultad
Ingeniería
Departamento
Electrónica
Resumen del Proyecto
En Colombia, la Misión para la transformación energética ha sentado la hoja de ruta para la modernización del sistema energético nacional, en respuesta a las necesidades de sostenibilidad, competitividad y cambio climático de la Agenda 2030. Entre las recomendaciones de los expertos de La Misión, se plantea la necesidad de modernizar la red, en el marco de entrada de nuevos dispositivos, como la creciente instalación de autogeneradores y microrredes. En el mundo, el advenimiento de estas nuevas tecnologías provenientes de la era digital ha producido una avalancha de ideas y conceptos. En particular, las herramientas de análisis habilitan la proliferación de mejores mecánicas para el control, la automatización, la operación, el modelado, planeación o el diseño de sistemas de potencia.
El flujo de potencia, como parte de esas herramientas de análisis, permite calcular el estado estacionario de un sistema de potencia. Técnicamente, se refiere al cálculo numérico de ecuaciones no lineales, cuyas variables de estado representan perfiles de voltaje, flujos de corriente, flujo de potencias, o pérdidas, controladas por una cantidad de potencia generada y demandada en una red. Estas herramientas ya han sido vastamente definidas para los sistemas de potencia convencionales, pero la llegada de las nuevas tecnologías las ha impulsado a mejorar. De hecho, las líneas de investigación han reabierto el debate sobre los flujos de potencia, especialmente de aquellos concernientes a los sistemas de distribución con generación distribuida, como las microrredes o las plantas de generación virtual, sistemas con un alto nivel de desbalance.
Sin embargo, algunas herramientas computacionales, aún no implementan el cambio de los métodos, y no permiten calcular flujos de potencia desbalanceados con generación distribuida. Este es el caso de Matlab Script, un lenguaje de programación ampliamente usado por investigadores de la línea de energía. Dichos investigadores, dada la ausencia de herramientas que resuelvan el flujo de potencia desbalanceado, se ven obligados a optar por la co-simulación, hecho que aumenta la complejidad computacional de sus soluciones, o bien, por el uso de herramientas de flujo de potencia balanceado, con lo que pierden precisión en sus cálculos. Por esta razón, este proyecto se plantea responder la pregunta ¿Cómo resolver de forma ágil y precisa el problema de flujo de potencia en sistemas eléctricos desbalanceados con recursos energéticos distribuidos, para contribuir en la línea de investigación de energía?
La resolución de la pregunta de investigación involucra, a efectos prácticos de la propuesta, el alcance de tres objetivos. Primero, analizar los métodos de solución de flujos de potencia para sistemas de potencia desbalanceados con recursos energéticos distribuidos. El producto del cumplimiento de este objetivo, es la documentación de los métodos de flujo de potencia. Se trata de un aporte teórico significativo, ya que se definen las mejoras de las técnicas actuales, y se presentan en concepto nuevos algoritmos y modelos matemáticos del sistema. Segundo, desarrollar una herramienta computacional que permita el análisis de flujos de potencia. Su resultado es, en sí mismo, el desarrollo tecnológico al que aspira la investigación. Corresponde al conjunto de archivos que integran la librería o ToolBox de Matlab, con sus respectivos manuales de uso e instalación. Tercero, se realizará el testeo o evaluación de la herramienta de análisis de flujos de potencia en escenarios de prueba estandarizados. En este punto, se espera definir los productos principales esperados de la investigación, acorde a los requeridos como productos de CTeI por Minciencias, que son: 1) un artículo de investigación para ser publicado en una revista indexada, 2) circulación de conocimiento especializado, con la participación en un evento científico, y 3) la librería de Matlab como producto tecnológico de tipo software.
El proyecto de investigación tiene un alto componente formativo, en el sentido de que permitirá formar en investigación a dos estudiantes del programa de Ingeniería Electrónica, dándoles el aval para optar por su título y posicionándolos como autores de una herramienta tecnológica computacional. Así mismo, se sentarán las bases para la formulación de nuevos proyectos de investigación, que potencialicen el alcance de la herramienta tecnológica, hacia nuevas características y nuevos lenguajes de programación. Estos se pueden reflejar en planteamientos de proyectos de grado en el programa de Maestría en Ingeniería Electrónica de la Universidad de Nariño. Finalmente, se espera que la herramienta facilite las labores de los investigadores y dote de valor agregado a sus trabajos, especialmente en el área de integración de energías renovables no convencionales. Esto implica una mayor comprensión de las formas de aprovechamiento de los recursos naturales renovables, lo que apoyaría la adopción tecnológica y el tránsito a energías limpias.
Convocatoria
Docente 2022