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Novel methodology for microgrids in isolated communities: Electricity cost-coverage trade-off with 3-stage technology mix, dispatch & configuration optimizations
Indexado
WoS WOS:000400227000016
Scopus SCOPUS_ID:85015661295
DOI 10.1016/J.APENERGY.2017.02.024
Año 2017
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Around the world, 1.1 billion people are severely affected by their lack of access to electricity. Other vulnerable communities receive low quality access, or face expensive prices that force them to restrict their consumption because of suboptimal technology choices made by their suppliers, which are sometimes forced by local regulation. Microgrids, properly sized and managed, may represent the best option to overcome these dilemmas, offering a tailor made supply. Today's standard methodologies to design isolated microgrids optimize the cost of supply as well as the cost of the energy not served with an exogenous per unit value for the lost load. They do not include community's restrictions, such as willingness to-pay, consumption level, budget constraints or its particular (endogenous) value of lost load. We developed a novel methodology that offers a range of microgrid designs to an isolated community, where each of them is optimal for a particular consumption pattern and value of lost load, from which the community may choose the one that best suits their needs. For this purpose, a Pareto optimal cost-coverage trade-off was constructed for an isolated community in northern Chile. A three-stage optimization was done: capacity (Genetic Algorithm), operation (robust optimization and mixed integer linear programming) and configuration (DC or AC). Diesel, gas, PV, wind and storages were modeled and 176 designs were found in total. More expensive microgrids (and with a larger electricity coverage) have hybrid mixes (conventional and renewable) and have an almost linear total cost from 298 to 249 USD/MW h for ENS from 0% to 28%. Lower quality microgrids are fully renewable, providing a very cheap but unreliable supply. The direct impact of lower-cost/limited supply microgrids offered here is the improvement of the quality of life of millions of vulnerable people, but it requires adjustments in the country's public policies of electrification programs. (C) 2017 Elsevier, ltd. All rights reserved.

Revista



Revista ISSN
Applied Energy 0306-2619

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Disciplinas de Investigación



WOS
Engineering, Chemical
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 BUSTOS-VERGARA, CRISTIAN WLADIMIR Hombre Pontificia Universidade Catòlica do Rio de Jaineiro - Chile
Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
2 WATTS-CASIMIS, DAVID EDUARDO Hombre Pontificia Universidade Catòlica do Rio de Jaineiro - Chile
Fraunhofer Chile Res - Chile
UNIV WISCONSIN - Estados Unidos
Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
Fraunhofer Chile Research Foundation - Chile
University of Wisconsin-Madison - Estados Unidos

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Origen de Citas Identificadas



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Citas Identificadas: 2.63 %
Citas No-identificadas: 97.37 %

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Citas identificadas: Las citas provienen de documentos incluidos en la base de datos de DATACIENCIA

Citas Identificadas: 2.63 %
Citas No-identificadas: 97.37 %

Financiamiento



Fuente
CONICYT
MECESUP
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Pontificia Universidad Católica de Chile
Corporación de Fomento de la Producción
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
CSET
CORFO (Corporacion de Fomento de la Produccion)
Pontificia Universidad Católica de Chile
Center for Solar Energy Technology FCR - CSET (Centro de Tecnologias para Energia Solar)
Center for Solar Energy Technology FCR
Centro de Tecnologías para Energía Solar
Corporaci?n de Fomento de la Producci?n
MECE Educacion Superior
MECE Educaci?n Superior
doctoral studies of Cristian Bustos at the Pontificia Universidad Catolica de Chile

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Agradecimientos



Agradecimiento
The authors wish to thank the Chilean Government for the MECESUP (MECE Educacion Superior (2) - PUC0710) scholarship granted for the doctoral studies of Cristian Bustos at the Pontificia Universidad Catolica de Chile. Also, this work was partly supported by CONICYT through grant Fondecyt 1141082. In addition, the authors acknowledge the financial support provided by CORFO (Corporacion de Fomento de la Produccion) under the project 13CEI2-21803, Center for Solar Energy Technology FCR - CSET (Centro de Tecnologias para Energia Solar).
The authors wish to thank the Chilean Government for the MECESUP (MECE Educación Superior (2) - PUC0710) scholarship granted for the doctoral studies of Cristian Bustos at the Pontificia Universidad Católica de Chile. Also, this work was partly supported by CONICYT through grant Fondecyt 1141082. In addition, the authors acknowledge the financial support provided by CORFO (Corporación de Fomento de la Producción) under the project 13CEI2-21803, Center for Solar Energy Technology FCR – CSET (Centro de Tecnologías para Energía Solar).

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