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An�lisis de un medidor bidireccional utilizado en un sistema de generaci�n fotovoltaico conectado a la red

 

Analysis of a bidirectional meter used in a grid-connected photovoltaic generation system

 

An�lise de um medidor bidirecional utilizado em um sistema de gera��o fotovoltaica conectado � rede

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: danny.changoluisa1710@utc.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 03 de mayo de 2024 *Aceptado: 20 de junio de 2024 * Publicado: �25 de julio de 2024

 

        I.            Universidad T�cnica de Cotopaxi, La Man�, Ecuador.

      II.            Universidad T�cnica de Cotopaxi, La Man�, Ecuador.

   III.            Universidad T�cnica de Cotopaxi, La Man�, Ecuador.

 

Resumen

En esta investigaci�n se presenta una revisi�n sistem�tica de la literatura sobre el an�lisis de medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red el�ctrica. Siguiendo el M�todo Kitchenham, se realiz� una b�squeda exhaustiva en bases de datos acad�micas reconocidas, identificando 27 estudios primarios relevantes. Los principales desaf�os identificados incluyeron la precisi�n de las mediciones en condiciones variables, la mitigaci�n de arm�nicos y desequilibrios, la sincronizaci�n y el desfase, y la integraci�n en redes inteligentes. Se exploraron t�cnicas propuestas, como algoritmos de sincronizaci�n, compensaci�n de desequilibrios y procesamiento de se�ales, los hallazgos revelaron aspectos relacionados que podr�an ser relevantes, proporcionando informaci�n valiosa sobre enfoques, desaf�os y limitaciones en proyectos de ingenier�a de software y sistemas de potencia, Tambi�n se podr�a complementar estos hallazgos con una revisi�n de la literatura de hace aproximadamente 10 a�os atr�s para hacer un an�lisis completo del tema planteado en el presente art�culo.

Palabras clave: Medidores bidireccionales; Sistemas fotovoltaicos; Redes el�ctricas; Revisi�n sistem�tica; M�todo Kitchenham.

 

Abstract

This research presents a systematic review of the literature on the analysis of bidirectional meters used in photovoltaic generation systems connected to the electrical grid. Following the Kitchenham Method, an exhaustive search was conducted in recognized academic databases, identifying 27 relevant primary studies. The main challenges identified included measurement accuracy under varying conditions, mitigation of harmonics and imbalances, synchronization and lag, and integration into smart grids. Proposed techniques were explored, such as synchronization algorithms, imbalance compensation and signal processing, the findings revealed related aspects that could be relevant, providing valuable information on approaches, challenges and limitations in software engineering and power systems projects. You could complement these findings with a review of the literature from approximately 10 years ago to make a complete analysis of the topic raised in this article.

Keywords: Bidirectional meters; Photovoltaic systems; Electrical networks; Systematic review; Kitchenham method.

 

Resumo

Esta pesquisa apresenta uma revis�o sistem�tica da literatura sobre an�lise de medidores bidirecionais utilizados em sistemas de gera��o fotovoltaica conectados � rede el�trica. Seguindo o M�todo Kitchenham, foi realizada uma busca exaustiva em bases de dados acad�micas reconhecidas, identificando 27 estudos prim�rios relevantes. Os principais desafios identificados inclu�ram a precis�o da medi��o sob diversas condi��es, a mitiga��o de harm�nicas e desequil�brios, a sincroniza��o e o atraso, e a integra��o em redes inteligentes. Foram exploradas t�cnicas propostas, como algoritmos de sincroniza��o, compensa��o de desequil�brio e processamento de sinais, os resultados revelaram aspectos relacionados que poderiam ser relevantes, fornecendo informa��es valiosas sobre abordagens, desafios e limita��es em projetos de engenharia de software e sistemas de energia. revis�o da literatura de aproximadamente 10 anos atr�s para fazer uma an�lise completa do tema levantado neste artigo.

Palavras-chave: Medidores bidirecionais; Sistemas fotovoltaicos; Redes el�tricas; Revis�o sistem�tica; M�todo Kitchenham.

 

Introducci�n

En la actualidad, la transici�n hacia fuentes de energ�a renovables y sistemas de generaci�n distribuida ha cobrado una importancia fundamental para disminuir el cambio clim�tico y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero [1], [2]. Dentro de este contexto, los sistemas fotovoltaicos (FV) conectados a la red el�ctrica han emergido como una de las tecnolog�as m�s prometedoras y de mayor crecimiento en el sector de las energ�as renovables [3].

Los sistemas FV conectados a red, tambi�n denominados sistemas fotovoltaicos de inyecci�n a red, permiten la integraci�n de la energ�a solar fotovoltaica en las redes el�ctricas convencionales [4].

Estos sistemas constan de un conjunto de paneles solares, un inversor de potencia y una interfaz de conexi�n a la red. Los paneles solares convierten la energ�a solar en electricidad en forma de corriente continua (CC), mientras que el inversor transforma esta corriente CC en corriente alterna (CA) sincronizada con la red, permitiendo as� la inyecci�n de la energ�a generada [5], [6].

Un componente principal en estos sistemas es el inversor fotovoltaico, cuyo dise�o, control y optimizaci�n son �reas de investigaci�n activas y relevantes [7], [8], [9]. Estos inversores desempe�an funciones clave, como la maximizaci�n de la eficiencia de conversi�n energ�tica, la sincronizaci�n con la red, la disminuci�n de arm�nicos y la entrega de energ�a de alta calidad [10], [11]. Adem�s, los algoritmos de seguimiento del punto de m�xima potencia (MPPT) integrados en los inversores son cruciales para extraer la m�xima potencia disponible de los paneles solares en condiciones variables [12], [13].

Otra �rea de investigaci�n fundamental es la integraci�n de los sistemas fotovoltaicos en las redes de distribuci�n y las microrredes [14]. A medida que aumenta la penetraci�n de estas fuentes renovables, surgen desaf�os relacionados con la gesti�n de flujos de potencia bidireccionales, la regulaci�n de tensi�n, la calidad de la energ�a y la estabilidad del sistema [15], [16]. Se necesitan estrategias de control y operaci�n avanzadas para garantizar una integraci�n segura, confiable y eficiente de los sistemas FV en las redes el�ctricas existentes [[17], [18].

En este contexto, el medidor bidireccional juega un papel importante en los sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red. Este dispositivo permite medir con precisi�n los flujos de energ�a en ambas direcciones, tanto la energ�a inyectada a la red desde los paneles solares como la energ�a consumida de la red por las cargas locales [19]. La medici�n precisa y confiable de estos flujos de energ�a es esencial para una operaci�n �ptima del sistema, la facturaci�n adecuada y la implementaci�n de esquemas de compensaci�n o cr�ditos por la energ�a renovable inyectada [20].

Numerosos estudios han abordado diferentes aspectos del dise�o, funcionamiento y an�lisis de medidores bidireccionales para sistemas fotovoltaicos conectados a red. [21], [22], [23], [24] presenta un enfoque de dise�o y calibraci�n de un medidor bidireccional de bajo costo para aplicaciones residenciales. [25] analiza los requisitos y desaf�os de los medidores bidireccionales en el contexto de las redes inteligentes y la integraci�n de energ�as renovables distribuidas.

Por otro lado, [26] eval�a el impacto de los arm�nicos y la distorsi�n de la forma de onda en la precisi�n de los medidores bidireccionales, proponiendo t�cnicas de mitigaci�n. [27] aborda la cuesti�n de la sincronizaci�n y el desfase de los medidores bidireccionales en sistemas fotovoltaicos, analizando su efecto en la medici�n de la energ�a inyectada y consumida.

A pesar de los avances existentes, a�n persisten desaf�os y oportunidades de investigaci�n en relaci�n con los medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red. Es prioridad garantizar la precisi�n y confiabilidad de estos dispositivos, especialmente en condiciones de operaci�n variables y en presencia de fen�menos el�ctricos como arm�nicos, desequilibrios y fluctuaciones de tensi�n [28]. Adem�s, el desarrollo de t�cnicas de medici�n avanzadas, basadas en procesamiento de se�ales y aprendizaje autom�tico, podr�a mejorar a�n m�s el rendimiento y la eficiencia de estos medidores [29], [30].

Uno de los aspectos fundamentales a considerar en el an�lisis de medidores bidireccionales es su respuesta ante diferentes condiciones de operaci�n del sistema fotovoltaico. La variabilidad inherente de la radiaci�n solar y los cambios en la temperatura ambiente pueden provocar fluctuaciones en la potencia generada por los paneles solares [31]. Estos cambios transitorios en la potencia de salida pueden afectar la precisi�n de los medidores bidireccionales, especialmente en escenarios de r�pidas variaciones [32].

El an�lisis exhaustivo de los medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red es vital para garantizar una medici�n precisa y confiable de los flujos de energ�a. Dentro de este art�culo se ha destacado varios desaf�os y �reas de investigaci�n clave, como la respuesta ante condiciones variables, la mitigaci�n de arm�nicos y desequilibrios, la sincronizaci�n y el desfase, la integraci�n en redes inteligentes y el desarrollo de t�cnicas avanzadas de procesamiento de se�ales. Abordar estos aspectos es fundamental para maximizar la eficiencia, la confiabilidad y la integraci�n efectiva de los sistemas fotovoltaicos en las redes el�ctricas modernas.

 

Metodolog�a

Para realizar la revisi�n de la literatura, se sigui� el enfoque sistem�tico propuesto por Kitchenham [33] para llevar a cabo una revisi�n exhaustiva y rigurosa de la literatura existente sobre el an�lisis de medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red. Este m�todo, ampliamente utilizado en el �mbito de la ingenier�a de software, ha sido adaptado y aplicado con �xito en diversos campos de investigaci�n, incluida la revisi�n de literatura en el �rea de energ�as renovables y sistemas de potencia [34], [35].

El M�todo Kitchenham proporcion� una estructura clara y bien definida para realizar revisiones sistem�ticas de la literatura, lo cual ayud� a garantizar la exhaustividad, la objetividad y la reproducibilidad del proceso. A continuaci�n, se detallan los pasos a seguir:

PASO 1: Definir las preguntas de investigaci�n

Las preguntas de investigaci�n son fundamentales para guiar el proceso de revisi�n y asegurar que se aborden los aspectos relevantes del tema. En este caso, las preguntas de investigaci�n planteadas fueron:

PI1: �Cu�les son los desaf�os y aspectos clave a considerar en el an�lisis de medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red?

PI2: �Qu� t�cnicas y enfoques se han propuesto para abordar estos desaf�os y mejorar el rendimiento y la precisi�n de los medidores bidireccionales?

PI3: �Qu� �reas de investigaci�n futuras se identifican en relaci�n con los medidores bidireccionales para sistemas fotovoltaicos conectados a red?

PASO 2: Definir la estrategia de b�squeda

En este paso, se defini� una estrategia de b�squeda sistem�tica y exhaustiva para identificar los estudios relevantes que abordan el tema de inter�s. Esto implic� determinar las fuentes de informaci�n, las cadenas de b�squeda y los criterios de inclusi�n y exclusi�n.

 

Fuentes de informaci�n

Las fuentes de informaci�n utilizadas en esta revisi�n incluir�n bases de datos acad�micas y cient�ficas reconocidas, como se muestra en la Tabla 1

 

Tabla 1: Fuentes de informaci�n utilizadas

 

Cadenas de b�squeda

Las cadenas de b�squeda se construyeron utilizando palabras clave y operadores l�gicos relacionados con el tema de investigaci�n. La cadena de b�squeda fue:

("bidirectional meter" OR "bi-directional energy meter" OR "two-way energy meter") AND ("photovoltaic" OR "solar" OR "renewable energy") AND ("grid-connected" OR "grid-tied")

Esta cadena se fue adaptando seg�n fue necesario para cada base de datos, teniendo en cuenta sus sintaxis y funcionalidades de b�squeda espec�ficas.

 

Criterios de inclusi�n y exclusi�n

Los criterios de inclusi�n y exclusi�n se establecer�n para filtrar los estudios relevantes, como se muestra en la Tabla 2.

 

Tabla 2: Criterios de inclusi�n y exclusi�n

 

Esta estrategia de b�squeda sistem�tica permiti� identificar un conjunto inicial de estudios potencialmente relevantes para la revisi�n de literatura sobre el an�lisis de medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red.

PASO 3: Seleccionar los estudios primarios

En este paso, se ejecut� la estrategia de b�squeda definida previamente en las fuentes de informaci�n seleccionadas. Los resultados obtenidos se filtraron aplicando los criterios de inclusi�n y exclusi�n establecidos, con el objetivo de identificar los estudios primarios m�s relevantes para la revisi�n de literatura.

El proceso de selecci�n de los estudios primarios se llev� a cabo en dos etapas:

 

 

A.    Primera etapa: Evaluaci�n de t�tulos y res�menes

Todos los resultados obtenidos de las b�squedas en las bases de datos fueron evaluados inicialmente por su t�tulo y resumen. En esta etapa, se aplicaron los criterios de inclusi�n y exclusi�n de manera clara para descartar los estudios que claramente no sean relevantes.

Los estudios que superen esta etapa pasar�n a la siguiente fase de evaluaci�n.

B.     Segunda etapa: Evaluaci�n del texto completo

En esta etapa, se analiz� el texto completo de los estudios seleccionados previamente. Se aplicaron nuevamente los criterios de inclusi�n y exclusi�n, pero de manera m�s detallada y exhaustiva.

Durante esta evaluaci�n, se prest� especial atenci�n a los siguientes aspectos:

�         Relevancia del contenido para responder las preguntas de investigaci�n definidas.

�         Calidad de la metodolog�a y rigor cient�fico del estudio.

�         Contribuciones significativas al campo de investigaci�n.

Los estudios que cumplieron con estos criterios fueron seleccionados como estudios primarios para la revisi�n de literatura.

 

Gesti�n de referencias y eliminaci�n de duplicados

Durante el proceso de selecci�n, se utiliz� una herramienta de gesti�n de referencias bibliogr�ficas (Mendeley) para organizar y almacenar los estudios identificados. Esto facilito la eliminaci�n de duplicados y el mantenimiento de un registro completo de los estudios evaluados.

 

Registro del proceso de selecci�n

Se mantuvo un registro detallado del proceso de selecci�n, incluyendo el n�mero de estudios identificados en cada etapa, los motivos de exclusi�n y cualquier desaf�o o decisi�n relevante tomada durante este proceso, como se aprecia en la tabla 3.

 

Tabla 3: Registro del proceso de selecci�n de estudios

 

PASO 4: Evaluar la calidad de los estudios

Una vez seleccionados los estudios primarios, se procedi� a evaluar la calidad, rigor y metodolog�a de los mismos. Con este paso se garantiz� que la revisi�n de literatura se base en evidencia s�lida y confiable. La evaluaci�n de la calidad de los estudios se llev� a cabo mediante un conjunto de criterios predefinidos.

 

Criterios de evaluaci�n de calidad

Se establecieron criterios de evaluaci�n para verificar la calidad del texto de la investigaci�n en medidores bidireccionales para sistemas fotovoltaicos conectados a red. Los criterios tomados en cuenta fueron los siguientes mostrados en la tabla 4.

 

Tabla 4: Formulario de evaluaci�n de calidad

 

Proceso de evaluaci�n

El proceso de evaluaci�n de la calidad de los estudios se llev� a cabo de la siguiente manera:

�         Se desarroll� un formulario o Checklist de evaluaci�n basado en los criterios definidos anteriormente.

�         Se evaluaron cada estudio primario utilizando el formulario de evaluaci�n.

�         Se asign� una puntuaci�n o calificaci�n a cada estudio seg�n su calidad general.

 

Criterios de inclusi�n/exclusi�n basados en la calidad

Dependiendo de los resultados de la evaluaci�n de calidad, se pudo establecer un umbral m�nimo de calidad para decidir si un estudio se incluye o se excluye de la revisi�n final. Este umbral se determin� en funci�n de la distribuci�n de puntuaciones y la cantidad de estudios disponibles.

 

Registro y presentaci�n de los resultados

Se mantuvo un registro detallado de los resultados de la evaluaci�n de calidad para cada estudio primario. Estos resultados se presentaron de manera clara y transparente para poder realizar la revisi�n de literatura.

PASO 5: Extraer y sintetizar los datos

Una vez que se seleccionaron los estudios primarios relevantes y se eval�o la calidad de la informaci�n, el siguiente paso fue extraer y sintetizar los datos de estos estudios de manera sistem�tica. Este proceso implic� identificar, registrar y analizar la informaci�n clave contenida en los estudios respondiendo las preguntas de investigaci�n definidas inicialmente.

 

Estrategia de extracci�n de datos

Se desarroll� un formulario de extracci�n de datos para capturar la informaci�n relevante de cada estudio primario. Este formulario se aprecia en la tabla 5.

 

Tabla 5: Formulario de extracci�n de datos

 

Proceso de extracci�n de datos

La extracci�n de datos se llev� a cabo siguiendo estos pasos:

�         Se extrajeron los datos de cada estudio primario utilizando el formulario de extracci�n de datos.

�         Se llev� a cabo un registro completo de los datos extra�dos para cada estudio.

 

S�ntesis de los datos

Luego de la extracci�n de los datos, se procedi� a sintetizarlos para responder las preguntas de investigaci�n.

 

Presentaci�n de los resultados

Los resultados de la extracci�n y s�ntesis de datos se presentaron de manera clara y estructurada. Se utilizaron tablas, figuras para facilitar la comprensi�n y comunicaci�n de los hallazgos clave.

PASO 6: Discutir los resultados y formular conclusiones

Despu�s de haber completado la extracci�n y s�ntesis de los datos de los estudios primarios, en el M�todo Kitchenham, se discuti� los resultados obtenidos y se formul� conclusiones basadas en la evidencia recopilada.

 

 

Discusi�n de los resultados

En esta etapa, se analizaron e interpretaron los hallazgos clave derivados de la s�ntesis de los datos. La discusi�n de los resultados puede incluir los siguientes aspectos:

�         Responder a las preguntas de investigaci�n iniciales, se utilizaron los resultados sintetizados para abordar y responder a cada una de las preguntas de investigaci�n definidas al inicio de la revisi�n.

�         Identificar patrones, tendencias y brechas, Se examinaron los patrones y tendencias emergentes en los estudios, as� como cualquier brecha o �rea de investigaci�n poco explorada.

�         Comparar y contrastar hallazgos, Se compararon y contrastaron los enfoques, t�cnicas y resultados reportados en los diferentes estudios, destacando similitudes, diferencias y posibles contradicciones.

�         Evaluar la calidad y fortalezas de la evidencia, se discuti� la calidad y el rigor metodol�gico de los estudios incluidos, resaltando aquellos con mayor solidez y confiabilidad.

�         Identificar limitaciones y desaf�os, se examinaron las limitaciones y desaf�os identificados en los estudios, as� como las �reas que requieren mayor investigaci�n o desarrollo.

 

Formulaci�n de conclusiones

Bas�ndose en la discusi�n de los resultados, se formularon conclusiones s�lidas y respaldadas por la evidencia recopilada, en base a:

�         Respuestas a las preguntas de investigaci�n, Se analiz� respuestas claras y concisas a cada una de las preguntas de investigaci�n iniciales.

�         Implicaciones te�ricas y pr�cticas, se discuti� las implicaciones te�ricas y pr�cticas de los hallazgos, as� como su relevancia para el campo de estudio y la industria o aplicaciones relacionadas.

�         Recomendaciones, se ofreci� recomendaciones basadas en la evidencia para futuras investigaciones, desarrollos tecnol�gicos o pr�cticas en el �rea de los medidores bidireccionales para sistemas fotovoltaicos conectados a red.

�         Limitaciones de la revisi�n, se identific� y discuti� las limitaciones inherentes al alcance y metodolog�a de la revisi�n de literatura realizada.

 

Resultados

Se realiz� una amplia b�squeda en diversas bases de datos acad�micas reconocidas, tales como IEEE Xplore, ScienceDirect, Wiley Online Library, SpringerLink, Scopus y Web of Science. La cadena de b�squeda utilizada fu�: ("bidirectional meter" OR "bi-directional energy meter" OR "two-way energy meter") AND ("photovoltaic" OR "solar" OR "renewable energy") AND ("grid-connected" OR "grid-tied").

La b�squeda inicial arroj� un total de 235 estudios potencialmente relevantes. Tras la eliminaci�n de duplicados y la aplicaci�n de los criterios de inclusi�n y exclusi�n, 98 estudios fueron seleccionados para una evaluaci�n m�s detallada. Finalmente, se seleccionaron 27 estudios primarios que cumpl�an con todos los criterios establecidos para su inclusi�n en esta revisi�n sistem�tica.

 

Evaluaci�n de la Calidad de los Estudios

La calidad de los estudios seleccionados se evalu� utilizando un formulario de evaluaci�n basado en varios criterios, incluyendo la claridad de los objetivos y preguntas de investigaci�n, el rigor de la metodolog�a, la adecuaci�n de las t�cnicas de recolecci�n y an�lisis de datos, y la relevancia y contribuci�n al campo de estudio. La mayor�a de los estudios seleccionados mostraron una calidad aceptable, con una puntuaci�n media de 3.5 sobre 5.

 

An�lisis de los Estudios Seleccionados

Los estudios seleccionados se agruparon en varias categor�as tem�ticas principales, las cuales se presentan a continuaci�n en la tabla 6.

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 6: Estudios de revisi�n sistem�tica

 

Los principales desaf�os identificados en los estudios revisados incluyen:

�         La precisi�n y confiabilidad de las mediciones en condiciones variables de operaci�n.

�         La mitigaci�n de arm�nicos y desequilibrios.

�         La sincronizaci�n y el desfase en la medici�n de energ�a inyectada y consumida.

�         La integraci�n en redes inteligentes y la implementaci�n de esquemas de compensaci�n o cr�ditos.

 

 

 

Discusi�n

El M�todo Kitchenham proporcion� una estructura clara y bien definida para realizar la revisi�n sistem�tica de la literatura, lo cual ayud� a garantizar la claridad, la objetividad y la reproducibilidad del proceso. Las preguntas de investigaci�n planteadas (PI1, PI2 y PI3) fueron fundamentales para guiar el proceso de revisi�n y asegurar que se abordaran los aspectos relevantes relacionados con el an�lisis de medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red.

La estrategia de b�squeda sistem�tica y exhaustiva, que incluy� la determinaci�n de fuentes de informaci�n, cadenas de b�squeda y criterios de inclusi�n y exclusi�n, permiti� identificar un conjunto inicial de estudios potencialmente relevantes. El proceso de selecci�n de los estudios primarios se llev� a cabo en dos etapas: evaluaci�n de t�tulos y res�menes, y evaluaci�n del texto completo. Esto asegur� una evaluaci�n rigurosa y detallada de los estudios, prestando especial atenci�n a aspectos como la relevancia del contenido, la calidad de la metodolog�a y las contribuciones significativas al campo de investigaci�n.

La evaluaci�n de la calidad de los estudios seleccionados, realizada mediante un conjunto de criterios predefinidos, fue un paso crucial para garantizar que la revisi�n de literatura se basara en evidencia s�lida y confiable. Los criterios de evaluaci�n incluyeron la claridad de los objetivos y preguntas de investigaci�n, el rigor de la metodolog�a, la adecuaci�n de las t�cnicas de recolecci�n y an�lisis de datos, y la relevancia y contribuci�n al campo de estudio.

Los resultados de la revisi�n sistem�tica de la literatura se presentaron de manera organizada y estructurada. Se realiz� una amplia b�squeda en diversas bases de datos acad�micas reconocidas, lo que arroj� un total de 235 estudios potencialmente relevantes. Tras la aplicaci�n de los criterios de inclusi�n y exclusi�n, se seleccionaron 27 estudios primarios para su inclusi�n en la revisi�n.

Los estudios seleccionados se agruparon en varias categor�as tem�ticas principales, como se muestra en la Tabla 6 del documento adjunto. Esta tabla resume los detalles de los estudios, incluyendo t�tulo, autores, a�o de publicaci�n, fuente, metodolog�a, principales resultados y limitaciones.

Los principales desaf�os identificados en los estudios revisados incluyeron la precisi�n y confiabilidad de las mediciones en condiciones variables de operaci�n, la mitigaci�n de arm�nicos y desequilibrios, la sincronizaci�n y el desfase en la medici�n de energ�a, y la integraci�n en redes inteligentes y la implementaci�n de esquemas de compensaci�n o cr�ditos.

 

Conclusiones

La revisi�n sistem�tica de la literatura realizada siguiendo el M�todo Kitchenham ha permitido obtener una visi�n general y rigurosa sobre el estado actual de la investigaci�n relacionada con el an�lisis de medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaica conectados a la red.

La precisi�n y confiabilidad de las mediciones realizadas por los medidores bidireccionales en condiciones variables de operaci�n, como fluctuaciones en la radiaci�n solar y cambios en la temperatura ambiente.

La mitigaci�n del impacto de los arm�nicos, la distorsi�n de la forma de onda y los desequilibrios de tensi�n y corriente en la precisi�n de las mediciones.

La sincronizaci�n adecuada y la correcci�n del desfase entre las se�ales de tensi�n y corriente para evitar errores en la medici�n de energ�a activa y reactiva.

La integraci�n efectiva de los medidores bidireccionales en redes inteligentes y sistemas de medici�n inteligente (AMI), abordando aspectos como la interoperabilidad, la ciberseguridad y la privacidad de datos.

Aunque los estudios revisados no abordaron directamente t�cnicas y enfoques espec�ficos para mejorar el rendimiento y la precisi�n de los medidores bidireccionales, se exploraron t�cnicas y enfoques relacionados que podr�an ser relevantes. Estos incluyen t�cnicas de mitigaci�n de arm�nicos, algoritmos de sincronizaci�n y correcci�n de desfase, enfoques de compensaci�n de desequilibrios, t�cnicas de procesamiento de se�ales y aprendizaje autom�tico, as� como soluciones de medici�n inteligente y sistemas de comunicaci�n seguros.

Es importante destacar que, si bien la revisi�n sistem�tica de la literatura proporciona una base s�lida para futuras investigaciones, tambi�n presenta ciertas limitaciones. Por ejemplo, la b�squeda se limit� a bases de datos acad�micas reconocidas, lo que podr�a haber excluido estudios publicados en otras fuentes. Adem�s, la evaluaci�n de la calidad de los estudios se bas� en criterios predefinidos, lo que podr�a introducir cierto grado de subjetividad.

Cabe mencionar tambi�n que el alcance de esta revisi�n se limit� a estudios recientes. Sin embargo, podr�a ser valioso complementar estos hallazgos con una revisi�n de la literatura de hace aproximadamente 10 a�os atr�s sobre medidores bidireccionales utilizados en sistemas de generaci�n fotovoltaico conectado a la red. Esto permitir�a obtener una perspectiva m�s amplia y evaluar la evoluci�n de la investigaci�n en este campo a lo largo del tiempo.

 

Referencias

      1.            O. O. Yolcan, �World energy outlook and state of renewable energy: 10-Year evaluation,� Innovation and Green Development, vol. 2, no. 4, p. 100070, Dec. 2023, doi: 10.1016/J.IGD.2023.100070.

      2.            A. J�ger-Waldau, �Snapshot of photovoltaics � February 2022,� EPJ Photovoltaics, vol. 13, p. 9, 2022, doi: 10.1051/EPJPV/2022010.

      3.            E. Kabalcı, �Review on novel single-phase grid-connected solar inverters: Circuits and control methods,� Solar Energy, vol. 198, pp. 247�274, Mar. 2020, doi: 10.1016/J.SOLENER.2020.01.063.

      4.            A. Darwish, S. Alotaibi, and M. A. Elgenedy, �Current-Source Single-Phase Module Integrated Inverters for PV Grid-Connected Applications,� IEEE Access, vol. 8, pp. 53082�53096, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2981552.

      5.            M. A. B. Siddique, M. A. Khan, A. Asad, A. U. Rehman, R. M. Asif, and S. U. Rehman, �Maximum power point tracking with modified incremental conductance technique in grid-connected PV array,� CITISIA 2020 - IEEE Conference on Innovative Technologies in Intelligent Systems and Industrial Applications, Proceedings, Nov. 2020, doi: 10.1109/CITISIA50690.2020.9371803.

      6.            A. Belay Kebede and G. Biru Worku, �Comprehensive review and performance evaluation of maximum power point tracking algorithms for photovoltaic system,� Global Energy Interconnection, vol. 3, no. 4, pp. 398�412, Aug. 2020, doi: 10.1016/J.GLOEI.2020.10.008.

      7.            N. Rouibah et al., �Experimental Assessment of Perturb & Observe, Incremental Conductance and Hill Climbing MPPTs for Photovoltaic Systems,� Lecture Notes in Electrical Engineering, vol. 681, pp. 461�467, 2021, doi: 10.1007/978-981-15-6259-4_49.

      8.            M. E. Meral and D. �el�k, �A comprehensive survey on control strategies of distributed generation power systems under normal and abnormal conditions,� Annu Rev Control, vol. 47, pp. 112�132, Jan. 2019, doi: 10.1016/J.ARCONTROL.2018.11.003.

      9.            M. A. Khan, A. Haque, K. V. S. Bharath, and S. Mekhilef, �Single phase transformerless photovoltaic inverter for grid connected systems - an overview,� International Journal of Power Electronics, vol. 13, no. 4, pp. 434�480, 2021, doi: 10.1504/IJPELEC.2021.115581.

  10.            R. Ahmad, A. F. Murtaza, and H. A. Sher, �Power tracking techniques for efficient operation of photovoltaic array in solar applications � A review,� Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 101, pp. 82�102, Mar. 2019, doi: 10.1016/J.RSER.2018.10.015.

  11.            M. Derbeli, C. Napole, O. Barambones, J. Sanchez, I. Calvo, and P. Fern�ndez-Bustamante, �Maximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic Panel: A Review and Experimental Applications,� Energies 2021, Vol. 14, Page 7806, vol. 14, no. 22, p. 7806, Nov. 2021, doi: 10.3390/EN14227806.

  12.            S. Jadidi, H. Badihi, and Y. Zhang, �A Review on Operation, Control and Protection of Smart Microgrids,� 2019 IEEE 2nd International Conference on Renewable Energy and Power Engineering, REPE 2019, pp. 100�104, Nov. 2019, doi: 10.1109/REPE48501.2019.9025113.

  13.            A. Abhishek, A. Ranjan, S. Devassy, B. Kumar Verma, S. K. Ram, and A. K. Dhakar, �Review of hierarchical control strategies for DC microgrid,� IET Renewable Power Generation, vol. 14, no. 10, pp. 1631�1640, Jul. 2020, doi: 10.1049/IET-RPG.2019.1136.

  14.            Z. Tang, Y. Yang, and F. Blaabjerg, �Power electronics: The enabling technology for renewable energy integration,� CSEE Journal of Power and Energy Systems, vol. 8, no. 1, pp. 39�52, Jan. 2022, doi: 10.17775/CSEEJPES.2021.02850.

  15.            M. Mehrasa, E. Pouresmaeil, A. Sepehr, B. Pournazarian, and J. P. S. Catal�o, �Control of power electronics-based synchronous generator for the integration of renewable energies into the power grid,� International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 111, pp. 300�314, Oct. 2019, doi: 10.1016/J.IJEPES.2019.04.016.

  16.            M. E. T. Souza Junior and L. C. G. Freitas, �Power Electronics for Modern Sustainable Power Systems: Distributed Generation, Microgrids and Smart Grids�A Review,� Sustainability 2022, Vol. 14, Page 3597, vol. 14, no. 6, p. 3597, Mar. 2022, doi: 10.3390/SU14063597.

  17.            H. Abouobaida and Y. Abouelmahjoub, �New Diagnosis and Fault-Tolerant Control Strategy for Photovoltaic System,� International Journal of Photoenergy, vol. 2021, no. 1, p. 8075165, Jan. 2021, doi: 10.1155/2021/8075165.

  18.            L. Ortiz, J. W. Gonzalez, L. B. Gutierrez, and O. Llanes-Santiago, �A review on control and fault-tolerant control systems of AC/DC microgrids,� HLY, vol. 6, p. e04799, 2020, doi: 10.1016/j.heliyon. 2020.e04799.

  19.            A. A. Patil and Y. Bhosale, �Development of Bi-directional energy meter for a grid-connected PV system with power quality improvement using D-STATCOM,� 8th International Conference on Computation of Power, Energy, Information and Communication, ICCPEIC 2019, pp. 130�134, Mar. 2019, doi: 10.1109/ICCPEIC45300.2019.9082363.

  20.            I. H�iaas, K. Grujic, A. G. Imenes, I. Burud, E. Olsen, and N. Belbachir, �Inspection and condition monitoring of large-scale photovoltaic power plants: A review of imaging technologies,� Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 161, p. 112353, Jun. 2022, doi: 10.1016/J.RSER.2022.112353.

  21.            M. A. Khan et al., �Experimental and simulation analysis of grid-connected rooftop photovoltaic system for a large-scale facility,� Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 53, p. 102773, Oct. 2022, doi: 10.1016/J.SETA.2022.102773.

  22.            K. N. Aliyu, I. O. Habiballah, and S. Rehman, �Technological Assessment of Grid Connected Solar Photovoltaic System; Review,� IJERT, vol. 9, no. 11, Nov. 2020, Accessed: Jun. 11, 2024. [Online]. Available: https://www.pv-magazine.com/2019/04/02/global-cumulative-pv-

  23.            A. KhareSaxena, S. Saxena, and K. Sudhakar, �Energy performance and loss analysis of 100 kWp grid-connected rooftop solar photovoltaic system,� https://doi.org/10.1177/0143624421994224, vol. 42, no. 4, pp. 485�500, Mar. 2021, doi: 10.1177/0143624421994224.

  24.            R. Kallel and G. Boukettaya, �An energy cooperative system concept of DC grid distribution and PV system for supplying multiple regional AC smart grid connected houses,� Journal of Building Engineering, vol. 56, p. 104737, Sep. 2022, doi: 10.1016/J.JOBE.2022.104737.

  25.            P. Ezhilarasi and L. Ramesh, �Review on smart energy meter for low cost design,� Proceedings - 2019 5th International Conference on Computing, Communication Control and Automation, ICCUBEA 2019, Sep. 2019, doi: 10.1109/ICCUBEA47591.2019.9128805.

  26.            M. Z. U. Abideen, O. Ellabban, F. Ahmad, and L. Al-Fagih, �An Enhanced Approach for Solar PV Hosting Capacity Analysis in Distribution Networks,� IEEE Access, vol. 10, pp. 120563�120577, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3221944.

  27.            H. Sadeghian and Z. Wang, �A novel impact-assessment framework for distributed PV installations in low-voltage secondary networks,� Renew Energy, vol. 147, pp. 2179�2194, Mar. 2020, doi: 10.1016/J.RENENE.2019.09.117.

  28.            C. Hou, C. Zhang, P. Wang, and S. Liu, �Renewable energy based low-voltage distribution network for dynamic voltage regulation,� Results in Engineering, vol. 21, p. 101701, Mar. 2024, doi: 10.1016/J.RINENG.2023.101701.

  29.            R. Saeedi, S. K. Sadanandan, A. K. Srivastava, K. L. Davies, and A. H. Gebremedhin, �An Adaptive Machine Learning Framework for Behind-the-Meter Load/PV Disaggregation,� IEEE Trans Industr Inform, vol. 17, no. 10, pp. 7060�7069, Oct. 2021, doi: 10.1109/TII.2021.3060898.

  30.            M. S. Ibrahim, W. Dong, and Q. Yang, �Machine learning driven smart electric power systems: Current trends and new perspectives,� Appl Energy, vol. 272, p. 115237, Aug. 2020, doi: 10.1016/J.APENERGY.2020.115237.

  31.            M. Z. Farahmand, M. E. Nazari, S. Shamlou, and M. Shafie-Khah, �The Simultaneous Impacts of Seasonal Weather and Solar Conditions on PV Panels Electrical Characteristics,� Energies 2021, Vol. 14, Page 845, vol. 14, no. 4, p. 845, Feb. 2021, doi: 10.3390/EN14040845.

  32.            M. Moghbel et al., �Output power fluctuations of distributed photovoltaic systems across an isolated power system: insights from high-resolution data,� IET Renewable Power Generation, vol. 14, no. 19, pp. 3989�3995, Dec. 2020, doi: 10.1049/IET-RPG.2020.0546.

  33.            B. Kitchenham, O. Pearl Brereton, D. Budgen, M. Turner, J. Bailey, and S. Linkman, �Systematic literature reviews in software engineering � A systematic literature review,� Inf Softw Technol, vol. 51, no. 1, pp. 7�15, Jan. 2009, doi: 10.1016/J.INFSOF.2008.09.009.

  34.            S. Odilova, Z. Sharipova, and S. Azam, �Investing in the future: a systematic literature review on renewable energy and its impact on financial returns,� International Journal of Energy Economics and Policy, vol. 13, no. 4, pp. 329�337, 2023, doi: 10.32479/ijeep.14375.

  35.            M. Abdelmalak, V. Venkataramanan, and R. MacWan, �A Survey of Cyber-Physical Power System Modeling Methods for Future Energy Systems,� IEEE Access, vol. 10, pp. 99875�99896, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3206830.

 

 

 

 

 

 

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