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RESUMEN
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La mayor parte de la energía eléctrica se genera de forma centralizada mientras que la energía fotovoltaica es una fuente de generación distribuida y, mayoritariamente, los sistemas fotovoltaicos integrados en edificios de pequeña y mediana potencia como si se trata de centrales fotovoltaicas de gran potencia, ubicadas en el entorno suburbano y rural.
Cuando los sistemas fotovoltaicos se ubican en localizaciones no óptimas de la red, pueden crear un deterioro de los parámetros técnicos, así como un incremento de costes ocasionando un efecto opuesto al deseado. En esta línea se ha desarrollado una metodología que permite conocer la localización óptima exacta y el dimensionado de los sistemas fotovoltaicos que proporcione el mejor impacto global sobre la red bajo criterios técnicos y económicos entre los candidatos potenciales.
Los resultados permiten obtener una visión global detallada del impacto ocasionado por elevados niveles de penetración fotovoltaica en las redes eléctricas, tanto para la solución óptima como para otras soluciones que difieran de la misma. |
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INDICE
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Prólogo1
1. Objetivos
1.1. Introducción
1.2. Objetivos y planteamientos del libro
2. Características de las redes eléctricas de distribución
2.1. Introducción
2.2. Características de diseño de las redes eléctricas de distribución en función del entorno urbano y rural
2.3. Características generales de las redes eléctricas evaluadas
2.3.1. Características generales de la red eléctrica de distribución urbana
2.3.2. Características generales de la red eléctrica de distribución rural
2.4. Características de funcionamiento
2.4.1. Esquema y parámetros eléctricos de las redes eléctricas de distribución simuladas
3. Energía eléctrica en el sistema peninsular
3.1. Introducción
3.2. Demanda de energía eléctrica
3.2.1. Evolución de la demanda eléctrica
3.2.2. Factores que explican la evolución de la demanda
3.2.3. Determinación de los perfiles de carga
3.2.4. Perfil de carga horario agregado en un día laborable de invierno
3.2.5. Perfil de carga horario en día laborable de verano
4. Sistemas fotovoltaicos conectados a red: desarrollo del sector y componentes
4.1. Introducción
4.2. Componentes de un SFCR
4.2.1. Módulos fotovoltaicos
4.2.2. Inversores
4.3. Ejemplos de SFCRs en el ámbito internacional y nacional
5. Generación de electricidad fotovoltaica
5.1. Introducción
5.2. Modelos de generación de radiación
5.2.1. Estimación de la irradiación directa y difusa sobre una superficie horizontal del día representativo
a partir del valor de Hdm (0)
5.2.2. Estimación de la irradiación directa y difusa de un intervalo de quince minutos sobre una
superficie horizontal del día representativo a partir de HBdr(0) y HDdr(0)
5.2.3. Estimación de la irradiancia a partir de la irradiación en intervalos de quince minutos
5.2.4. Estimación de la evolución de la irradiancia global sobre una superficie orientada e inclinada
arbitrariamente
5.2.5. Estimación de la evolución temporal de la temperatura ambiente del día representativo en
intervalos de quince minutos
5.3. El generador fotovoltaico
5.3.1. El generador fotovoltaico ideal
5.3.2. Generador fotovoltaico real
5.3.3. Tamaño del inversor
5.3.4. Rendimiento del inversor
6. Impacto de SFCRs en las redes eléctricas de distribución
6.1. Introducción
6.2. Análisis del impacto de los sistemas de generación distribuida
6.3. Revisión bibliográfica del impacto potencial de los SFCRs
6.3.1. Primeras experiencias efectuadas con SFCRs
6.3.2. Clasificación de los impactos atendiendo a parámetros característicos de las redes eléctricas
6.4. Impactos técnicos
6.4.1. Calidad
6.4.2. Fiabilidad
6.4.3. Seguridad y protección
6.4.4. Operación de la red eléctrica
6.4.5. Impacto sobre el diseño y la planificación de la red eléctrica
6.5. Impactos económicos
6.5.1. Pérdidas
6.6. Otros impactos
7. Metodología para optimizar el dimensionado y ubicación de los SFCRs
7.1. Introducción
7.2. Flujo de cargas
7.2.1. El problema del flujo de cargas
7.2.2. Métodos resolutivos de flujo de cargas
7.2.3. Aplicación del método de Newton–Raphson al problema de análisis de flujo de cargas
7.3. Estabilidad
7.3.1. Estabilidad de tensión
7.3.2. Herramientas de evaluación de la estabilidad de tensión
7.3.3. Software basado en MATLAB para análisis de sistemas eléctricos de potencia
7.4. Método general de optimización
7.5. Determinación del estado inicial de la red eléctrica de distribución sin incorporar SFCRs
7.6. Definición de los distintos emplazamientos de los SFCRs en la red eléctrica de distribución
7.6.1. Distribución espacial para la mejora de la estabilidad de tensión
7.6.2. Distribución espacial que reduce las pérdidas de potencia activa
7.6.3. Distribución espacial puntual
7.7. Evaluación del impacto de los SFCRs en la red eléctrica de distribución
7.7.1. Herramientas informáticas utilizadas para evaluar el impacto
7.7.2. Premisas para evaluar el impacto de los SFCRs
7.8. Optimización del dimensionado y ubicación de los SFCRs
7.8.1. Procedimientos de normalización de términos de la FMO
7.8.2. Formulación de la función multiobjetivo
7.8.3. Término técnico de la FMO
7.9. Restricciones
7.9.1. Restricción impuesta por la reglamentación acerca de los límites de tensión
7.9.2. Restricción acerca del acceso a las redes y de la máxima potencia a inyectar de la GD
7.9.3. Restricción de potencia máxima fotovoltaica a instalar en el área de suministro de una red
eléctrica de distribución
8. Resultados
8.1. Introducción
8.2. Características generales de las redes eléctricas simuladas
8.3. Perfiles de carga
8.4. Curvas de generación fotovoltaica
8.5. Restricciones
8.6. Búsqueda del óptimo
8.6.1. Estrategia de simulación
8.6.2. Escenario base
8.6.3. Definición de los candidatos potenciales
8.6.4. Evaluación de los términos individuales de la FMO
8.6.5. Discusión acerca de la solución óptima según la distribución espacial
8.7. Evaluación del impacto del SFCR óptimo
8.7.1. Estrategia de simulación
8.7.2. Evaluación horaria
8.7.3. Evaluación anual
8.7.4. Importancia del ajuste entre el perfil de carga y la generación fotovoltaica en la mejora de
operación de la red con SFCRs
9. Conclusiones
Anexos
Anexo 1. Software basado en MATLAB para análisis de sistemas eléctricos de potencia
A1.1. Educational Simulation Tool
A1.2. Electromagnetic Transients Program
A1.3. MatPOWER
A1.4. Power Analysis Toolbox
A1.5. Power System Analysis Toolbox
A1.6. Power System Toolbox
A1.7. SimPower Systems
A1.8. Voltage Stability Toolbox
A1.9. PSAT versus otras herramientas de MATLAB
Anexo 2. Instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red en la provincia de Jaén
A2.1. Proyectos denominados “Colegios Fotovoltaicos en la Red de Municipios Sostenibles de la
Provincia de Jaén”. Promotor: Excma. Diputación Provincial de Jaén
A2.2. Otras instalaciones
Bibliografía
Lista de símbolos
Lista de figuras
Lista de tablas
Lista de abreviaturas
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