Planning US distribution networks with the Reference Network

Planning US distribution networks with the Reference Network Model
Author: Javier Sterling Barba
Supervisors: Carlos Mateo Domingo and Tomás Gómez
Collaborating entity: IIT– Institute for Research in Technology
Keywords: distribution networks, modeling, planning, reference network models,
US networks
ABSTRACT
Introduction
The Reference Network Model (RNM) is a large-scale distribution planning model
developed by IIT-Comillas which characterizes the high, medium and low voltage
networks. The model considers technical constraints, such as voltage limits, capacity
constraints and continuity of supply targets. It also considers geographical
constraints such as the street map and forbidden ways through nature reserves or
lakes. The objective of the RNM is not to design the real network of the company, but
rather to build a network whose cost is indicative of the efficient cost required for
building a network.
The main objective of this thesis is to describe the modeling of prototypical United
States distribution networks using the RNM.
Methodology
In order to model several prototypical networks the following steps are taken:
 First, identify prototypical networks which could represent the diversity of
the United States distribution grid.
 Carry out an adaptation work to convert the information from the
prototypical networks to the format and units required by the RNM. This
includes technical characteristics for the electrical installations such as
substations, transformers, lines and customers and also operational
parameters such as upper and lower voltage limits or continuity of supply
targets.
 The results of the modeling process are detailed through three case studies
which cover urban, suburban and rural distribution networks of different
lengths and in different climate areas.
Conclusions
The work in this thesis illustrates that the RNM is capable of modeling prototypical
United States distribution networks, providing a starting reference for those who
will use this program to model in the future. Limitations of the model and
subsequent works are proposed.
Planificando redes de distribución en Estados Unidos con el Modelo de
Red de Referencia
Autor: Javier Sterling Barba
Directores: Carlos Mateo Domingo y Tomás Gómez
Entidad colaboradora: IIT– Instituto de Investigación Tecnológica
Palabras clave: redes de distribución, modelado, planificación, modelo de red de
referencia, redes estadounidenses
RESUMEN
Introducción
El Modelo de Red de Referencia (RNM por sus siglas en inglés) es un modelo a gran
escala para redes de distribución desarrollado por el IIT-Comillas, el cual caracteriza
las redes de alta, media y baja tensión. El modelo considera restricciones técnicas
como límites de tensión, restricciones de capacidad y continuidad de suministro.
También considera restricciones geográficas como mapas de calles y trazados
prohibidos a través de reservas naturales o lagos. El objetivo del Modelo de Red de
Referencia no es diseñar la red real de la compañía, sino construir una red cuyo coste
sea indicativo del coste eficiente requerido para construir dicha red.
El objetivo principal de este trabajo es describir el modelado de redes prototípicas
estadounidenses utilizando el RNM.
Metodología
Para modelar diversas redes prototípicas se deben dar los siguientes pasos:
 En primer lugar, identificar redes prototípicas que puedan representar la
diversidad del sistema de distribución estadounidense.
 Realizar un trabajo de adaptación para convertir la información de las redes
prototípicas al formato y unidades requeridas por el RNM. Esto incluye
características técnicas para las instalaciones eléctricas como
transformadores, líneas y clientes, además de parámetros operacionales
como límites superior e inferior de tensiones u objetivos de continuidad de
suministro.
 Los resultados del proceso de modelado se detallan a través de tres casos de
estudio, que tratan sobre redes urbanas, suburbanas y rurales de distintas
longitudes y en distintas áreas climáticas.
Conclusiones
El trabajo en esta tesis muestra que el RNM es capaz de modelar redes prototípicas
estadounidenses, aportando una referencia inicial a aquellos que usen el modelo en
el futuro. También se comentan limitaciones del modelo, trabajos en desarrollo y
tareas que se podrían llevar a cabo como continuación de este trabajo.