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A battery energy management system to improve the financial, technical, and environmental indicators of Colombian urban and rural networks
Indexado
WoS WOS:000980722200001
Scopus SCOPUS_ID:85151744603
DOI 10.1016/J.EST.2023.107199
Año 2023
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This paper addresses the problem of managing battery energy in urban and rural alternating current networks, aiming at improving their financial, technical, and environmental indicators. To this end, a mathematical model was formulated that proposes as objective functions the optimization of energy operational costs of the grid, the minimization of power losses associated with energy transport, and the reduction in CO2 emissions related to the production of energy. This model also considers the set of constraints involved in the operation of an alternating current network in an environment with distributed energy resources (Photovoltaic generators + Batteries storage systems). A master-slave strategy that combines a parallel version of the Vortex Search Algorithm (VSA) and an Hourly Power Flow method based on Successive Approximations (HPFSA) was proposed as the solution methodology. To create the test scenarios, urban and rural electrical networks documented in the specialized literature were adapted using generation and demand data of an average day of operation in Medellin-Antioquia (Urban) and Capurgana-Choco (Rural). These data represent the energy behavior of an urban and a rural network within the Colombian territory. In relation to the distributed energy devices, the integration of three Photovoltaic Distributed Generators (PV DGs) and three lithium-ion batteries of different types into the electrical networks was considered. In addition, the energy production costs and CO2 emissions of the local network and the diesel fuel in Colombia were determined, as well as the maintenance costs associated with the batteries and the PV DGs. With the purpose of validating the effectiveness of the proposed method in terms of solution, repeatability, and processing times, two comparison methods reported in the specialized literature were employed to solve the problem addressed in this paper. In the urban and rural networks under study, the proposed solution methodology achieved the best results in terms of solution quality, repeatability, and processing time.

Revista



Revista ISSN
Journal Of Energy Storage 2352-152X

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Disciplinas de Investigación



WOS
Energy & Fuels
Scopus
Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Grisales-Norena, L. F. Hombre Universidad de Talca - Chile
2 Cortés-Caicedo, Brandon Hombre Inst Tecnol Metropolitano - Colombia
Instituto Tecnológico Metropolitano - Colombia
3 Montoya, Oscar Danilo Hombre Univ Distrital Francisco Jose de Caldas - Colombia
Universidad Distrital Francisco José de Caldas - Colombia
4 Hernandez, J. C. Hombre Univ Jaen - España
Universidad de Jaén - España
5 Alcala, G. - Univ Veracruzana - México
Universidad Veracruzana - México

Muestra la afiliación y género (detectado) para los co-autores de la publicación.

Financiamiento



Fuente
Instituto Tecnológico Metropolitano
Universidad del Valle
Universidad de Talca
Universidad Nacional de Colombia
Universidad de Talca (Chile)
Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia
Minciencias (Colombia) through the Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnologia y la Innovacion, Fondo Francisco Jose de Caldas

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
This research was supported by Universidad de Talca (Chile), in collaboration with Minciencias (Colombia) through the Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnologia y la Innovacion, Fondo Francisco Jose de Caldas; Instituto Tecnologico Metropolitano; Universidad Nacional de Colombia; and Universidad del Valle under the project entitled Estrategias de dimensionamiento, planeacion y gestion inteligente de energia a partir de la integracion y la optimizacion de las fuentes no convencionales, los sistemas de almacenamiento y cargas electricas, que permitan la generacion de soluciones energeticas confiables para los territorios urbanos y rurales de Colombia, which is part of the research program entitled Estrategias para el desarrollo de sistemas energeticos sostenibles, confiables, eficientes y accesibles para el futuro de Colombia.
This research was supported by Universidad de Talca (Chile) , in collaboration with Minciencias (Colombia) through the Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnología y la Innovación, Fondo Francisco José de Caldas; Instituto Tecnológico Metropolitano; Universidad Nacional de Colombia; and Universidad del Valle under the project entitled Estrategias de dimensionamiento, planeación y gestión inteligente de energía a partir de la integración y la optimización de las fuentes no convencionales, los sistemas de almacenamiento y cargas eléctricas, que permitan la generación de soluciones energéticas confiables para los territorios urbanos y rurales de Colombia, which is part of the research program entitled Estrategias para el desarrollo de sistemas energéticos sostenibles, confiables, eficientes y accesibles para el futuro de Colombia.

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