Evaluación de los cambios en los indicadores de calidad de potencia en el sistema de distribución eléctrica debido a la entrada de paneles solares a partir de un modelo de red típica propuesto

Abstract

En este documento se muestran los cambios en calidad de potencia que se producen en una red de distribución IEEE de 13 nodos que integra paneles solares como fuente auxiliar de alimentación. La red seleccionada se implementa en Simulink/Matlab y los cambios de calidad de potencia que se evalúan son en variación, desbalance y distorsión armónica de tensión. Este trabajo tiene como referencia los límites e indicadores normativos de la NTC5000, NTC5001, IEEE519 del 2014 y la norma de Codensa, estos permiten cuantificar el impacto de la inclusión de los dispositivos fotovoltaicos en cada fenómeno descrito. La metodología utilizada consiste en comparar diferentes escenarios propuestos en los cuales varía la localización y cantidad de paneles en la red. Los resultados demuestran que incorporar estas fuentes puede traer mejoras en el nivel de tensión y atenuar problemas de desbalance en la red, pero al mismo tiempo, implica que los valores de distorsión armónica aumenten (aunque no se superen los límites permisibles); en los nodos más alejados del transformador alimentador existe la tendencia de que se acentúen los efectos benéficos y también el adverso anteriormente expuestos. Se concluye que seleccionar adecuadamente la localización de los dispositivos, el número de unidades instaladas y la cantidad de energía máxima que se genera por unidad, permite en la red el uso de los paneles solares sin disminuir la calidad de potencia.This paper exposes power quality changes produced in a 13 nodes IEEE distribution network when photovoltaic generation is incorporated. Simulink/Matlab is used for the network’s implementation and the power quality disturbances evaluated are voltage variation, voltage unbalance and harmonic distortion. Indicators and normative limits from NTC5000, NTC5001, IEEE519 and Codensa standards are the references for quantify the photovoltaic integration impact. The methodology consists in compare different scenarios with proposed changes in photovoltaic location and quantity. In general, if this type of distributed generation is incorporated, better values of voltage level and voltage unbalance are the result, but at the same time, harmonic distortion values rise (however are below the normative top limit); nodes far from the main source (the distribution transformer) are the ones which accentuate the explained advantages and disadvantages. In conclusion, integrate photovoltaic sources taking into account their adequate location, number of units installed and power generated per unit, permit its integration without decrease the grid’s power quality.Línea de Investigación: Calidad de potencia en sistemas de distribuciónMaestrí