Estudio técnico financiero de los resultados de integrar generación distribuida a la red eléctrica de JASEC mediante modelado y simulación en ETAP

Abstract

Este proyecto de investigación se enfoca en analizar el impacto de la integración de la generación distribuida en el circuito Parque Industrial operado por la empresa JASEC, en el contexto de la implementación de la Ley N°10086 en Costa Rica. Esta legislación ha generado la necesidad de comprender cómo la generación distribuida puede afectar tanto los aspectos técnicos como los económicos en la operación de la red eléctrica. El proyecto se divide en varias etapas, que abarcan desde la recopilación de datos de los Departamentos de Cobros y GIS, la modelización de la red eléctrica utilizando el programa ETAP®, hasta la simulación de diversos escenarios y el análisis económico correspondiente. Tras la recopilación de datos y la construcción del circuito, se verifica su correcto funcionamiento mediante la simulación del módulo de flujo de potencia. Una vez que el circuito está modelado y operativo, se procede a analizar las cargas en relación con la curva de comportamiento del alimentador principal del circuito. Luego, se crean diferentes escenarios de penetración de generación distribuida, variando desde el 0 % al 100 % en incrementos del 5 %, lo que permite realizar simulaciones de flujo de potencia en el dominio del tiempo. Los resultados incluyen datos de tensión en las barras, porcentajes de capacidad en conductores y transformadores, que se utilizan para evaluar los criterios pertinentes. Utilizando Python, se representan gráficamente los criterios que definen la capacidad de penetración del circuito, revelando que varias barras no cumplen con algunos de estos criterios. Finalmente, se determina que el escenario de penetración del 5 % representa la máxima capacidad viable para el circuito Parque Industrial. Desde una perspectiva económica, se concluye que JASEC incurre en pérdidas de USD 49.23 por cada PV monofásico integrado en la red, y de USD 5048.05 por cada PV trifásico. Los márgenes operativos demuestran que por cada escenario de penetración la empresa disminuye sus ingresos, inclusive a partir del escenario del 20 % empresa experimenta márgenes negativos, lo que indica que los costos superan los ingresos generados.

This research project focuses on analyzing the impact of the integration of distributed generation in the Industrial Park circuit operated by the company JASEC, in the context of the implementation of Law No.10086 in Costa Rica. This legislation has generated the need to understand how distributed generation can affect both the technical and economic aspects of the operation of the electrical grid. The project is divided into several stages, which range from the collection of data from the Departments of Collections and GIS, the modeling of the electrical network using the ETAP® program, to the simulation of various scenarios and the corresponding economic analysis. After data collection and construction of the circuit, its correct operation is verified by simulating the power flow module. Once the circuit is modeled and operational, the loads are analyzed in relation to the behavior curve of the main circuit feeder. Then, different scenarios are created of distributed generation penetration, varying from 0 % to 100 % in increments of 5, which allows you to perform power flow simulations in the time domain. Results include data voltage in the bars, percentages of capacity in conductors and transformers, which are used to evaluate the relevant criteria. Using Python, the criteria that define the penetration capacity of the circuit, revealing that several bars do not meet some of these criteria. Finally, it is determined that the 10 % penetration scenario represents the maximum viable capacity for the Parque circuit Industrial. From an economic perspective, it is concluded that JASEC incurs losses of USD 49.23 for each Singlephase PV integrated into the network, and USD 5048.05 for each three-phase PV. Operating margins show that for each penetration scenario the company decreases its income, even from of the 20 % scenario company experiences negative margins, indicating that costs exceed the income generated.