Metodología general para la planeación y optimización de las redes de distribución considerando la generación distribuida

Resumen En este trabajo de tesis se presenta una metodología general para la planeación de las redes de distribución considerando la ubicación óptima de la generación distribuida (GD), con el fin de optimizar los recursos eléctricos existentes en las redes generales de distribución (RGD), mejorar la confiabilidad de las RGD y disminuir las pérdidas técnicas. Actualmente en las RGD ya existe interconectada GD Fotovoltaica (FV). Se considera un estudio para determinar la disponibilidad de alojamiento en los alimentadores de la GD en las RGD utilizando las herramientas synerGEE y DRIVE, así mismo se hace un estudio del crecimiento que se ha tenido en la GD FV a nivel nacional. Se desarrollaron tres programas para determinar la ubicación de la FV: el primero consiste en un método que identifica los buses más adecuados dentro de un sistema de distribución para interconectar un sistema de Generación Distribuida, en función de la reducción de pérdidas eléctricas y la capacidad total posible a instalar; en el segundo se comparan las pérdidas durante un lapso de tiempo entre una red sin FV y una red que contenga capacidad definida por el usuario y conectada a un nodo que también define el usuario; y el tercer programa consiste en un proceso que aumenta gradualmente la capacidad de SFV ya instalados en una red, y se detiene cuando alguno de los límites de tensión o corriente se sobrepasa. El trabajo de tesis incluye también la ubicación óptima de la GDFV en la RGD utilizando el algoritmo de optimización del murciélago con el objetivo de minimizar pérdidas, lo cual fue implementado con éxito en un alimentador IEEE 37 buses, ubicado en California, EU, con una tensión de 4.8 kV, donde se obtiene una reducción considerable en las pérdidas del sistema gracias a una ubicación apropiada de la GD. En general, la evaluación de la Capacidad de Alojamiento de GD en los circuitos de distribución se realizó con apoyo de las herramientas OpenDSS y Matlab.

Abstract A general methodology for the planning of distribution networks is presented in this thesis work considering the optimal location of distributed generation (DG) for the purpose of optimizing the existing electrical resources in the general distribution networks (GDN), improving the reliability of the GDN, and decreasing the technical losses. Currently, PV (Photovoltaic) - DG is already interconnected to the GDN. A study to determine the availability of accommodation of DG in GDN feeders using synerGEE and DRIVE tools is considered here. Besides, an analysis of the historical growth of PV-DG in Mexico is also carried out. Three programs were developed to determine the location of PV-DG. The first one identifies the most suitable buses in a distribution system to interconnect a DG source based on the reduction of electrical losses and the available feeder capacity. In the second one, the losses over a period of time between a network without PV-DG and a network containing user-defined capacity and connected to a user-specified node are compared. Finally, a process that gradually increases the capacity of PV-DG already installed in a network and stops when any of the voltage or current limits are exceeded is involved in the third program. With the objective of electrical loss minimization, the thesis work also includes the optimal location of PV-DG in the GDN using the bat optimization algorithm, which was successfully implemented in an IEEE 37 bus feeder, located in California, USA, with a voltage of 4.8 kV, where a considerable reduction in system losses was obtained. In general, the evaluation of GD Hosting Capacity in the distribution circuits was carried out with the support of OpenDSS and Matlab software.