Evaluación del impacto de los vehículos eléctricos en sistemas de distribución y análisis de gestión de carga bidireccional mediante control por señal horaria.
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Date
2025
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
La creciente incorporación de vehículos eléctricos en los sistemas de transporte representa un desafío relevante para los sistemas eléctricos de distribución, particularmente en redes urbanas que no fueron diseñadas para soportar aumentos significativos y concentrados de demanda. En este contexto, el presente trabajo tiene como objetivo evaluar el impacto que genera la penetración progresiva de vehículos eléctricos sobre un sistema de distribución y analizar la efectividad de estrategias de gestión de carga bidireccional basadas en control por señal horaria.
Para ello, se desarrolla un estudio mediante simulaciones eléctricas en estado estacionario utilizando el software DigSilent PowerFactory. El análisis se realiza sobre dos plataformas complementarias: un sistema de prueba estandarizado (IEEE 13 Node Test Feeder) y un sistema real correspondiente a la red de distribución urbana de la ciudad de Temuco, basado en información representativa del año 2022. En ambos casos, se evalúan distintos niveles de penetración vehicular, considerando escenarios con carga unidireccional, operación bidireccional (V2G) y esquemas de gestión horaria definidos en franjas valle, llano y punta.
Los vehículos eléctricos se modelan como cargas distribuidas y, en escenarios bidireccionales, como unidades de almacenamiento capaces de inyectar energía a la red. Asimismo, se incorporan factores de participación y operación que permiten representar de forma simplificada el comportamiento agregado de la flota vehicular en cada franja horaria. Los resultados obtenidos se analizan en función de indicadores técnicos relevantes, tales como perfil de tensiones, cargabilidad de líneas, pérdidas eléctricas y potencia intercambiada con la red externa.
Los resultados muestran que la carga no gestionada de vehículos eléctricos produce incrementos significativos en la demanda y en la congestión de la red, especialmente a niveles de penetración elevados. En contraste, la aplicación de estrategias de gestión horaria y operación bidireccional permite mitigar estos impactos, mejorando el perfil de tensiones, reduciendo la cargabilidad de las líneas y disminuyendo la potencia demandada desde la red externa. Sin embargo, los escenarios de penetración extrema evidencian que, aun con gestión avanzada, el sistema alcanza límites operativos que requieren refuerzos estructurales.
En conclusión, el estudio demuestra que la integración masiva de vehículos eléctricos plantea desafíos técnicos relevantes para los sistemas de distribución, pero que estos pueden ser abordados de manera efectiva mediante la combinación de gestión horaria y tecnologías bidireccionales. Los resultados entregan información útil para la planificación y operación futura de redes eléctricas en el contexto de la transición hacia la electromovilidad.
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Eléctrico/a.
Keywords
Vehículos eléctricos, Redes eléctricas, Corriente alterna, Corriente contínua