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Modelo multiobjetivo para la gestión de energía en generadores fotovoltaicos conectados en redes de distribución considerando indicadores técnicos, económicos y ambientales

Multi-objective model for energy management in photovoltaic generators connected in distribution networks considering technical, economic and environmental indicators

dc.contributorMontoya Giraldo, Oscar Danilo
dc.contributorMontoya Giraldo, Oscar Danilo [0000-0001-6051-4925]
dc.creatorJimenez Perdomo, Jorge Ezequiel
dc.creatorGonzalez Escobar, Rhonal Stiven
dc.date2024-10-30T00:35:18Z
dc.date2024-10-30T00:35:18Z
dc.date2024-06-06
dc.date.accessioned2025-04-29T21:37:46Z
dc.date.available2025-04-29T21:37:46Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/11349/42554
dc.identifier.urihttp://test.repositoriodigital.com:8080/handle/123456789/94880
dc.descriptionEsta investigación aborda el problema de optimizar el funcionamiento de fuentes de generación fotovoltaica (PV) dentro de redes de distribución de corriente alterna monofásica, considerando diversas funciones objetivo. El problema se plantea como un flujo de potencia óptimo multi-período aplicado a redes de distribución de corriente alterna, lo que resulta en un modelo de programación no lineal con una estructura no convexa. Se incorporan tres funciones objetivo distintas en el modelo de optimización, cada una optimizada individualmente. Estos objetivos incluyen: (i) costos operativos, que abarcan los costos de compra de energía en el bus de la subestación o nodo slack junto con los costos de mantenimiento de los paneles fotovoltaicos; (ii) costos por pérdida de energía dado las características resistivas e inductivas de los conductores utilizados en la distribución de energía eléctrica; y (iii) emisiones totales de CO$_2$ en el bus de la subestación. El objetivo es minimizar estas tres funciones dentro de un marco operativo de 24 horas, es decir, en un entorno operativo con un día de anticipación teniendo en cuenta el método de despacho horario que se maneja en Colombia. Se utiliza el software especializado Julia y sus solucionadores JuMP e Ipopt para resolver el modelo NLP que representa el problema. Se realizan validaciones numéricas utilizando dos alimentadores de prueba reales y diferentes: uno diseñado para imitar las características de operación urbana en el Área Metropolitana de Medellín, que comprende 33 nodos, y el otro adaptado a condiciones de operación rural aislada en el departamento de Chocó, Colombia (específicamente el municipio de Capurganá), con 27 nodos. Se realizan análisis numéricos comparativos que involucran varios métodos de optimización combinatoria de la literatura especializada para demostrar la eficacia del software Julia logrando la distribución óptima con un día de anticipación de fuentes de PV en ambas redes de distribución.
dc.descriptionThis research addresses the problem of optimizing the operation of photovoltaic (PV) generation sources within single-phase alternating current distribution networks, considering various objective functions. The problem is posed as a multi-period optimal power flow applied to alternating current distribution networks, resulting in a non-linear programming (NLP) model with a non-convex structure. Three different objective functions are incorporated into the optimization model, each individually optimized. These objectives include: (i) operating costs, which cover the costs of purchasing energy at the substation bus or slack node along with the maintenance costs of the photovoltaic panels; (ii) costs for energy loss given the resistive and inductive characteristics of the conductors used in the distribution of electrical energy; and (iii) total CO2 emissions on the substation bus. The objective is to minimize these three functions within a 24-hour operational framework, that is, in an operational environment with one day in advance taking into account the hourly dispatch method used in Colombia. The specialized software Julia and its solvers JuMP and Ipopt are used to solve the NLP model that represents the problem. Numerical validations are carried out using two real and different test feeders: one designed to imitate the characteristics of urban operation in the Metropolitan Area of Medellín, which comprises 33 nodes, and the other adapted to isolated rural operation conditions in the department of Chocó, Colombia (specifically the municipality of Capurganá), with 27 nodes. Comparative numerical analyzes involving various combinatorial optimization methods from the literature are performed to demonstrate the effectiveness of the Julia software in achieving optimal one-day advance distribution of PV sources in both distribution networks.
dc.formatpdf
dc.formatapplication/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rightsOpenAccess
dc.rightsAbierto (Texto Completo)
dc.subjectGeneración fotovoltaica
dc.subjectOptimización multiobjetivo
dc.subjectRedes de distribución
dc.subjectIngeniería eléctrica
dc.subjectIngeniería Eléctrica-- Tesis y disertaciones académicas
dc.subjectRedes eléctricas -- Ingeniería eléctrica
dc.subjectAnálisis de circuitos eléctricos -- Redes eléctricas
dc.subjectCalentamiento global -- Clima
dc.subjectPhotovoltaic generation
dc.subjectMulti-objective optimization
dc.subjectDistribution networks
dc.subjectElectrical engineering
dc.titleModelo multiobjetivo para la gestión de energía en generadores fotovoltaicos conectados en redes de distribución considerando indicadores técnicos, económicos y ambientales
dc.titleMulti-objective model for energy management in photovoltaic generators connected in distribution networks considering technical, economic and environmental indicators
dc.typebachelorThesis
dc.typeMonografía
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f


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