Lleis d'escala i complexitat estructural de les infraestructures tecnològiques. Els sistemes biològics com a analogia pel disseny i optimització del transport i distribució de l'energia elèctrica

Abstract

Within the paradigm of sustainability, this thesis aims to provide complementary views to the conventional engineering in order to put forward tools that facilitate, on the one hand the search of solutions to improve the design of high-voltage power lines , and on the other hand to optimize their networks. As per the improving of a high-voltage line design, Scaling Laws and Gravity Models are used to provide new variables to estimate calculation of the electricity demand of a certain area. This article proposes modifications to the vector diagram of a transmission line operation, known as a Perrine-Baum Diagram to incorporate the new variables proposed with the objective to use this diagram as an application tool in real projects. Regarding the electric power networks, this work applies the analysis tools provided by the theories of Complex Networks to study its topology and spatial features in order to suggest more optimal designs.

Dins del paradigma de la sostenibilitat, aquesta tesi pretén aportar punts de vista complementaris als de l’enginyeria convencional amb l’objectiu de proposar eines que facilitin per una banda, trobar solucions per millorar el disseny de les línies elèctriques d’alta tensió, i per una altra optimitzar les xarxes constituïdes per aquestes. Pel que fa a la millora del disseny d’una línia d’alta tensió, s’han utilitzat les teories de les Lleis d’Escala i els Models Gravitacionals per aportar noves variables als càlculs de previsió de demanda elèctrica d’una regió. S’han proposat modificacions al diagrama vectorial de funcionament d’una línia elèctrica, conegut com a Diagrama Perrine-Baum, per incorporar les noves variables proposades amb l’objectiu que aquest diagrama pugui ser una eina d’aplicació en projectes reals. Pel que fa a les xarxes elèctriques s’han aplicat les eines d’anàlisi aportades per les teories de Xarxes Complexes per estudiar la seva topologia i les característiques espacials, amb l’objectiu de proposar dissenys més òptims.