Modelamiento de módulos fotovoltaicos con programas de análisis de sistemas de potencia en la red de distribución

Abstract

En el panorama energético actual se contempla la inclusión de fuentes no convencionales de energías renovables (FNCER) en las redes eléctricas, como estrategia de gestión para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, impulsar el desarrollo económico sostenible, dar robustez al sistema eléctrico y aumentar la eficiencia energética, dando como resultado un mejor aprovechamiento de los recursos energéticos disponibles. La implementación de estas fuentes alternativas modifica el flujo de energía tradicional en la red, donde el usuario sólo desempeña el rol de consumidor, convirtiéndolo en un agente activo que puede inyectar potencia a la red. Esto conlleva al estudio de problemas como la irregularidad y el almacenamiento de la energía producida, y crea la necesidad de realizar un modelamiento previo, basado en las características propias del recurso energético y su respectiva integración en la red de distribución local, por medio de herramientas de simulación que faciliten la evaluación del impacto y el comportamiento del sistema en diferentes escenarios, teniendo en cuenta la disponibilidad e intermitencia del recurso y la variación de la demanda. En este artículo se describen las características de un sistema fotovoltaico (PV) conectado a la red de distribución y se determinan los principales parámetros que hay que considerar para su diseño. A partir de esto se hace un análisis comparativo de tres programas de simulación para modelamientos de sistemas de potencia: ETAP, NEPLAN y OpenDSS, identificando en qué parámetros de entrada se basa cada uno, para realizar simulaciones y su adaptación a la realidad, donde la intermitencia del recurso primario es un factor importante.

The current energy outlook considers the inclusion of non-conventional renewable energy sources (NCRES) into electricity networks, as a management strategy to reduce greenhouse gas emissions, promote sustainable economic development, strengthen the electrical system, and increase efficiency, resulting in a better use of available energy resources. The implementation of these alternative sources modifies the traditional flow of energy in the network, where the user only played the role of consumer, turning it into an active agent that can inject power back to the network. This leads to the study of problems such as irregularity and storage to perform a preliminary modeling based on the characteristics of the energy resource and its respective integration in the local distribution network, through simulation tools that facilitate the assessment of the impact and behavior of the system in different scenarios considering the availability and intermittence of the resource and the variation of the demand. This article describes the characteristics of a photovoltaic (PV) system connected to the distribution network and determines the main parameters to be considered in its design. A comparative analysis is performed using three simulation software packages for power systems modeling: ETAP, Neplan, and OpenDSS, identifying which input parameters are required to perform simulations and its adaptation to reality where the intermittence of the primary resource is an important factor.