Modelado de un circuito de distribución industrial de la empresa ESPH S.A., para el estudio de la integración de recursos energéticos distribuidos en conformidad con la Ley N.◦ 10086 - López-Corrales, Alexander Julián (Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2023)
La creciente integración de sistemas de generación distribuida (DER) a partir de fuentes renovables y el cumplimiento de la Ley N.° 10086 exigen que las empresas distribuidoras, como la ESPH, realicen estudios sobre la capacidad de penetración de DER en sus circuitos. Este proyecto tiene como objetivo proporcionar a ESPH una herramienta para migrar eficientemente datos del Sistema de Información Geográfica (SIG) al software de simulación ETAP, lo que facilita modelar y analizar circuitos de media y baja tensión en el contexto de integración de DER. Se desarrolló un algoritmo en Python que automatiza la generación de buses y conexiones en ETAP, formateando la información de los circuitos en un archivo Excel compatible. Este modelo incluye datos de transformadores, cables y líneas de distribución, basándose en el catálogo del SIG complementado con valores de ETAP. Además, la estimación y modelado de cargas utilizan datos de medidores AMI y SCADA para identificar demandas máximas y generar curvas de demanda típicas. El análisis económico muestra que la generación distribuida puede reducir ingresos más allá de los costos variables de la empresa, ya que los abonados que generan su propia energía disminuyen su dependencia en picos de demanda, afectando la facturación por capacidad. Aun así, la ESPH debe mantener infraestructura para atender la demanda completa en caso de fallos en los DER. Se concluye que el SIG de ESPH permite una migración eficiente a ETAP, aunque se recomienda mejorar la infraestructura de datos, especialmente el almacenamiento histórico de medidores AMI y la actualización constante de elementos de media y baja tensión. Además, estudios adicionales podrían incluir escenarios y datos más diversos para un análisis económico más preciso sobre el impacto de la generación distribuida en los circuitos de distribución.

The increasing integration of distributed energy resources (DER) from renewable sources, along with the requirements of Law No. 10086, necessitates that distribution companies like ESPH conduct studies on DER penetration capacity in their circuits. This project aims to provide ESPH with a tool to efficiently migrate Geographic Information System (GIS) data to the ETAP simulation software, facilitating the modeling and analysis of medium- and low-voltage circuits in the context of DER integration. A Python algorithm was developed to automate the generation of buses and connections in ETAP, formatting circuit information into a compatible Excel file. This model includes data on transformers, cables, and distribution lines, based on the GIS catalog, supplemented with ETAP values. Additionally, load estimation and modeling utilize data from AMI and SCADA meters to identify peak demands and generate typical demand curves. The economic analysis shows that distributed generation can reduce revenue beyond the company’s variable costs, as customers who generate their own energy decrease their dependence during peak demand periods, impacting capacity billing. Nonetheless, ESPH must maintain infrastructure to meet full demand in case of DER failures. It is concluded that ESPH’s GIS allows for efficient migration to ETAP, though data infrastructure improvements are recommended, particularly in the historical storage of AMI meter data and the constant updating of medium- and low-voltage elements. Additional studies with more diverse scenarios and data would provide a more precise economic analysis of the impact of distributed generation on distribution circuits.
Proyecto de Graduación (Licenciatura en Mantenimiento Industrial) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electromecánica, 2023.
Esta tesis cumple con el objetivo ODS 7: garantizar el acceso a una energía asequible, fiable, sostenible y moderna para todas las personas. Meta 2: aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas.
Keywords: Medidores AMI; Software ETAP; Ley 10086; Circuitos de distribución; Recursos energéticos; Sistemas eléctricos de potencia; Modelado -- Circuitos; Sistemas de información geográfica; Algoritmos -- Python; Sistemas de distribución; Distribution circuits; Energy resources; Electrical power systems; Modeling -- Circuits; Geographic information systems; Algorithms -- Python; Distribution systems; Research Subject Categories::TECHNOLOGY::Electrical engineering, electronics and photonics; Research Subject Categories::TECHNOLOGY::Engineering mechanics::Construction engineering