Análisis y caracterización de fallos en redes de media tensión

Resumen

La presente tesis doctoral tiene como objetivo principal la estimación de los parámetros de confiabilidad mediante el uso de bases de datos de averías en redes eléctricas de media tensión. Históricamente, las redes de transporte han captado una mayor atención a la hora de analizar la confiabilidad del sistema, aspecto crucial en la calidad del servicio a los clientes. En este sentido, existe un consenso global en lo que respecta a la carencia de información sobre los parámetros de confiabilidad en las redes de distribución. El principal motivo de esta situación es la falta de bases de datos sólidas que registren de manera adecuada las averías que ocurren en estas redes y los diversos componentes que las conforman, dificultando la estimación de los parámetros de confiabilidad. Además, el hecho de que estos parámetros sean dependientes de las características particulares de cada red afecta a la precisión de los análisis a realizar. Actualmente, con el avance de los sistemas de información y el mejor almacenamiento de datos, los métodos probabilísticos están ganando relevancia en la evaluación de la confiabilidad de sistemas eléctricos. Estos métodos resultan ser adecuados para modelar las variaciones difícilmente predecibles de los parámetros de confiabilidad mediante el uso de distribuciones de probabilidad. Por lo tanto, el desarrollo de metodologías que proporcionen valores estimados de estos parámetros resulta de gran interés. Para evaluar la continuidad y disponibilidad del suministro eléctrico, tanto las distribuidoras como las entidades regulatorias utilizan distintos índices de calidad, tales como el SAIFI, SAIDI, NIEPI y TIEPI. En este sentido, las distribuidoras tienen la obligación de cumplir con ciertos valores de estos índices, pudiendo ser penalizadas en caso contrario. Es por ello por lo que, además de evaluar la confiabilidad del sistema, las estimaciones de los parámetros de confiabilidad permiten mejorar las estimaciones de los índices de calidad. Los parámetros de confiabilidad más comúnmente utilizados y que cuantifican estos conceptos son las tasas de fallos y el tiempo de reposición del suministro. Para estimar con mayor precisión estos parámetros de confiabilidad, es fundamental considerar las particularidades de la zona y las características de la red. Por este motivo, para el cumplimiento de los objetivos marcados en la presente tesis doctoral se han usado dos bases de datos. La primera de ellas incluye información sobre las características principales de los elementos que forman la red, mientras que el otro registro contiene datos sobre los incidentes que han ocurrido en la red. Con respecto a la estimación de las tasas de fallos, se propone una metodología que permite su estimación para distintos componentes de la red. Esta metodología se basa en un análisis de las averías acaecidas en la red, así como de los elementos que la componen. Se han considerado diferentes grupos representativos de elementos, en función de su funcionalidad y nivel de tensión dentro de la red de distribución. Para el caso del tiempo de reposición del suministro, se ha desarrollado otra metodología basada en un algoritmo capaz de ajustar los datos muestrales provenientes de los registros con diferentes funciones de densidad de probabilidad para las diferentes agrupaciones de componentes realizadas. Además, un análisis exhaustivo de la base de datos utilizada en esta tesis ha permitido considerar una gama más amplia de parámetros más allá de las tasas de fallo y tiempos de reposición. Finalmente, las metodologías desarrolladas han sido implementadas en una metodología completa que, además de estimar los parámetros de confiabilidad, permite evaluar los índices de calidad de una red eléctrica mediante el uso de un método consensuado, siendo en este caso la simulación Montecarlo. Carecería de sentido establecer procedimientos para estimar los parámetros de confiabilidad que no sea capaz de integrarse en modelados ya empleados en el cálculo de la fiabilidad. En este caso el. Todos los estudios incluidos y procedimientos establecidos están respaldados por artículos científicos que han sido publicados o están en proceso de redacción para ser presentados en revistas de alto impacto dentro del campo correspondiente.