Distribution Power Grids Modeling using ETAP
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
This paper introduces a methodology for evaluating the modeling and simulation of electrical distribution networks amidst significant integration of distributed generation. The Electrical Transient Analyzer Program (ETAP®) was utilized to model and simulate a medium voltage distribution network in Costa Rica, incorporating criteria for determining accommodation capacity based on voltage, overload, and current considerations. Our findings demonstrate the effectiveness of this approach in identifying and assessing critical points within the system, thereby eliminating the need for additional mathematical techniques. We underscore the importance of maintaining updated databases to ensure the reliability and validity of results. In conclusion, the simulation tool utilized exhibits the necessary capacity to analyze the integration of distributed generation, providing clear insights for strategic decision-making within the electricity sector.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Los autores conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación y pueda editarlo, reproducirlo, distribuirlo, exhibirlo y comunicarlo en el país y en el extranjero mediante medios impresos y electrónicos. Asimismo, asumen el compromiso sobre cualquier litigio o reclamación relacionada con derechos de propiedad intelectual, exonerando de responsabilidad a la Editorial Tecnológica de Costa Rica. Además, se establece que los autores pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
References
G. A. Gómez-Ramírez, C. Meza, G. Mora-Jiménez, J. R. R. Morales, and L. García-Santander, “The Central American Power System: Achievements, Challenges, and Opportunities for a Green Transition,” Energies (Basel), vol. 16, no. 11, Jun. 2023, doi: 10.3390/en16114328.
G. A. Gómez-Ramírez, R. Solis-Ortega, and L. A. Ross-Lépiz, “Impact of electric vechicles on power transmission grids,” Heliyon, vol. 9, no. 11, Nov. 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e22253.
M. Z. Ul Abideen, O. Ellabban, and L. Al-Fagih, “A review of the tools and methods for distribution networks’ hosting capacity calculation,” Energies, vol. 13, no. 11. MDPI AG, Jun. 01, 2020. doi: 10.3390/en13112758.
O. J. Ayamolowo, P. Manditereza, and K. Kusakana, “Combined Generation and Transmission Expansion Planning Model for Improved Modern Power System Resilience,” Electric Power Components and Systems, vol. 51, no. 9, pp. 898–914, 2023, doi: 10.1080/15325008.2023.2185836.
G. A. Gómez-Ramírez, G. Mora-Jiménez, and C. Meza, “Simulación del sistema de interconexión eléctrica de los países de América Central usando ETAP,” Revista Tecnología en Marcha, Mar. 2023, doi: 10.18845/tm.v36i2.6007.
L. Mehigan, J. P. Deane, B. P. Ó. Gallachóir, and V. Bertsch, “A review of the role of distributed generation (DG) in future electricity systems,” Energy, vol. 163. Elsevier Ltd, pp. 822–836, Nov. 15, 2018. doi: 10.1016/j.energy.2018.08.022.
S. M. Ismael, S. H. E. Abdel Aleem, A. Y. Abdelaziz, and A. F. Zobaa, “State-of-the-art of hosting capacity in modern power systems with distributed generation,” Renewable Energy, vol. 130. Elsevier Ltd, pp. 1002–1020, Jan. 01, 2019. doi: 10.1016/j.renene.2018.07.008.
S. Fatima, V. Püvi, and M. Lehtonen, “Review on the PV hosting capacity in distribution networks,” Energies, vol. 13, no. 18. MDPI AG, Sep. 01, 2020. doi: 10.3390/en13184756.
E. Mulenga, M. H. J. Bollen, and N. Etherden, “A review of hosting capacity quantification methods for photovoltaics in low-voltage distribution grids,” International Journal of Electrical Power and Energy Systems, vol. 115. Elsevier Ltd, Feb. 01, 2020. doi: 10.1016/j.ijepes.2019.105445.
C. D. Iweh, S. Gyamfi, E. Tanyi, and E. Effah-Donyina, “Distributed generation and renewable energy integration into the grid: Prerequisites, push factors, practical options, issues and merits,” Energies (Basel), vol. 14, no. 17, Sep. 2021, doi: 10.3390/en14175375.
J. Qiu, Z. Xu, Y. Zheng, D. Wang, and Z. Y. Dong, “Distributed generation and energy storage system planning for a distribution system operator,” IET Renewable Power Generation, vol. 12, no. 12, pp. 1345–1353, Sep. 2018, doi: 10.1049/iet-rpg.2018.5115.
F. Ding and B. Mather, “On Distributed PV Hosting Capacity Estimation, Sensitivity Study, and Improvement,” IEEE Trans Sustain Energy, vol. 8, no. 3, pp. 1010–1020, Jul. 2017, doi: 10.1109/TSTE.2016.2640239.
K. Janiga, “A Review Of Voltage Control Strategies For Low-Voltage Networks With High Penetration Of Distributed Generation,” Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Srodowiska, vol. 10, no. 3, pp. 60–65, 2020, doi: 10.35784/iapgos.1928.
A. Sheikhi, A. Maani, F. Safe, and A. M. Ranjbar, “Distributed generation penetration impact on distribution networks loss,” Renewable Energy and Power Quality Journal, vol. 1, no. 11, pp. 730–735, Mar. 2013, doi: 10.24084/repqj11.431.
Q. Lu, J. Chen, Y. Zhu, S. Liu, Y. Xu, and K. Wang, “Risk Assessment with High Distributed Generations Penetration Considering the Interaction of Transmission and Distribution Grids; Risk Assessment with High Distributed Generations Penetration Considering the Interaction of Transmission and Distribution Grids,” 2018.
Brenes-Fallas, Edgar Darío. “Modelado y simulación de una red de distribución en media tensión de Cartago para JASEC, de acuerdo con el cumplimiento de la Ley 10086”. 2023.
Morales-Hernández, José Pablo. “Estudio técnico financiero de los resultados de integrar generación distribuida a la red eléctrica de JASEC mediante modelado y simulación en ETAP”. 2023.
Umaña-Mondragón, Marlon. “Evaluación del comportamiento de la red eléctrica de Coopesantos RL mediante el análisis de la penetración de recursos distribuidos de generación solar, en sistemas de potencia conforme a la Ley 10086”. 2023.
De Novoa, Laura Martinez. “Optimal solar PV, battery storage, and smart-inverter allocation in zero-net-energy microgrids considering the existing power system infrastructure”. University of California, Irvine, 2020.
Asamblea Legislativa de la República de Costa Rica. (2021, 8 de diciembre). Ley 10086: Promoción y regulación de recursos energéticos distribuidos a partir de fuentes renovables. La Gaceta. Disponible en https://www.pgrweb.go.cr/scij/Busqueda/Normativa/Normas/nrm_texto_completo.aspx?param1=NRTC&nValor1=1&nValor2=96064
Costa Rica. Poder Ejecutivo. (2015, 14 de septiembre). Decreto Ejecutivo N° 39220: Reglamento a la Ley N° 9478, Ley de Generación Distribuida para Autoconsumo con Fuentes Renovables. La Gaceta. Disponible en https://www.pgrweb.go.cr/scij/Busqueda/Normativa/Normas/nrm_texto_completo.aspx?param1=NRTC&nValor1=1&nValor2=85514
Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos de Costa Rica (marzo 2023), ARESEP, https://aresep.go.cr/electricidad/metodologias/