Algoritmo para maximizar la producción energética en un sistema hidroeléctrico con embalse de regulación

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Título : Algoritmo para maximizar la producción energética en un sistema hidroeléctrico con embalse de regulación
Autor : Proaño Pazmiño, Nayrim Anahy
Director de Tesis: Domínguez González, Christian Gonzalo
Resumen traducido: This technical project has been carried out with the aim to estimate the maximum energy production of a hydroelectric power plant with a regulating reservoir, through the optimization of the minimum reservoir operation level (MROL). To achieve this objective, an application has been developed to simulate the regulation operation in the reservoir and quantify the transit and accumulated energies. By using an optimization algorithm, the MROL is estimated to obtain the maximum energy produced by the hydroelectric power plant. The application uses as input data the incoming flows in the river, the discharge curve at the project site, the height-area-capacity curves in the reservoir, the installed power in the plant with its respective efficiency and capacity factor. To test the application, three scenarios were analyzed. The first two scenarios are based on the Santiago Hydroelectric Project, considering feasibility and definitive stages studies, while the third scenario is a hypothetical case under different conditions to test the algorithm’s use. As a result of scenarios 1 and 2, it was found that the energy production in transit is predominant due to the limited reservoir capacity compared to the relatively large inflows rates. For scenario 3, the emphasis was placed on increasing the reservoir capacity, obtaining a similar magnitude of accumulated and in-transit energy. This allowed finding an optimal MROL for maximum energy generation, different from the minimum or maximum level in the reservoir. Th algorithm’s performance is suitable under the various conditions presented by the different scenarios, and in all cases, the objective related to energy maximization has been achieved.
Resumen : Este proyecto técnico ha sido realizado con el objeto de estimar la máxima producción energética de una central hidroeléctrica con embalse de regulación, mediante la optimización del nivel mínimo de operación del embalse (NMOE). Para cumplir este objetivo, se ha desarrollado una aplicación que simula el funcionamiento de regulación en el embalse y cuantifica las energías en tránsito y acumulada. A partir del uso de un algoritmo de optimización, se estima el NMOE con el que se obtiene la máxima energía producida por la central hidroeléctrica. La aplicación utiliza como datos de entrada los caudales afluentes en el río, la curva de descarga en el sitio del proyecto, las curvas cota-área-capacidad en el embalse, la potencia instalada en la central con su respectiva eficiencia y factor de planta. Para probar la aplicación, se analizaron tres escenarios, los dos primeros toman como base al Proyecto Hidroeléctrico Santiago a nivel de factibilidad y de estudios definitivos por etapas, y un tercer escenario hipotético bajo diferentes condiciones para probar el uso del algoritmo. Como resultado de los escenarios 1 y 2, se obtuvo que la producción de energía en tránsito es preponderante debido a la limitada capacidad del vaso, respecto a la entrada de caudales relativamente grandes. Para el escenario 3, se priorizó el uso del embalse aumentando su capacidad y como resultado se obtuvo una magnitud similar de la energía acumulada y en tránsito, que permitió encontrar un valor del NMOE óptimo para la máxima generación de energía diferente al nivel mínimo o máximo en el embalse. El desempeño del algoritmo es adecuado bajo las distintas condiciones presentadas por los diferentes escenarios y en todos se ha logrado cumplir con el objetivo relacionado a la maximización de la energía.
Palabras clave : INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS DE SISTEMAS
ALGORITMOS
SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
CONTROL AUTOMÁTICO
Fecha de publicación : ene-2024
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/26766
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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