Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v9i17.0320  
SIMULACIÓN DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO DE 33 MWp CONECTADO  
A LA RED PARA OPTIMIZAR GENERACIÓN SOSTENIBLE  
SIMULATION OF A 33 MWp GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM  
TO OPTIMIZE SUSTAINABLE GENERATION  
1
1
1
Guano Edwin David ; Rojas Ronny Misael ; Quinatoa-Caiza Carlos  
1
Universidad Técnica de Cotopaxi, Ingeniería en Electricidad, Latacunga, Ecuador.  
Correo: carlos.quinatoa7864@utc.edu.ec.  
Resumen  
Este análisis examina la incorporación de una planta fotovoltaica (PV) de 33 MWp en un sistema  
eléctrico IEEE de 9 barras, con el propósito de determinar la generación mediante el uso de  
PowerFactory. El propósito es establecer cómo la generación renovable influye en el perfil de  
tensión, flujos de potencia del sistema. La PV está formada por 11 inversores y 6.400 paneles  
solares, enlazada a la barra 8, con una capacidad nominal de 21.01 MW y un flujo reactivo de  
1
0.02 MVAr. Los valores de tensión se mantienen en el rango permitido (0.95–1.05 p.u.), con  
registros como 1.029 p.u. en Bus 5, 1.040 p.u. en Bus 9 y 1.039 p.u. en Bus 1. Los corredores  
críticos de transmisión se evidencian en los flujos más altos, que son entre Bus 4 y Bus 5 (-  
8
3.474 MW), así como entre Bus 6 y Bus 9 (-72.314 MW). La PV, en horas de sol, proporciona  
hasta 31.85 MW, lo que equivale al 8–9% del total; la generación convencional, por su parte (G1:  
3.45 MW, G2: 163 MW y G3: 85 MW), contribuye con más del 90% de la energía. La fuente de  
corriente continua funciona como un sistema de almacenamiento, absorbiendo entre -10 MW y -  
3 MW. A pesar de que se necesita optimizar la gestión del almacenamiento, estos  
7
3
descubrimientos confirman que el sistema no se ve afectada por la integración fotovoltaica y que  
esta mejora la sostenibilidad.  
Palabras clave: Planta Fotovoltaica; Voltaje; Módulos; Generación; Sobrecargas.  
Abstract  
This analysis examines the integration of a 33 MWp photovoltaic (PV) plant into a nine-bus IEEE  
electrical system to determine generation using PowerFactory. The aim is to establish how  
renewable generation influences the system's voltage profile and power flows. The PV system  
consists of 11 inverters and 6,400 solar panels, connected to bus 8, with a nominal capacity of  
2
1.01 MW and a reactive power flow of 10.02 MVAr. Voltage values are maintained within the  
permissible range (0.95–1.05 p.u.), with readings such as 1.029 p.u. at Bus 5, 1.040 p.u. at Bus  
, and 1.039 p.u. at Bus 10.029 p.u. at Bus 11.029 p.u. at Bus 10.03 ... On Bus 1, critical  
9
transmission corridors are evident in the highest flows, between Bus 4 and Bus 5 (-83.474 MW),  
and between Bus 6 and Bus 9 (-72.314 MW). PV, during daylight hours, provides up to 31.85  
MW, equivalent to 8–9% of the total; conventional generation (G1: 73.45 MW, G2: 163 MW, and  
G3: 85 MW) contributes over 90% of the energy. The DC source functions as a storage system,  
absorbing between -10 MW and -33 MW. Although storage management needs optimization,  
these findings confirm that the system is not negatively impacted by PV integration and that this  
integration improves sustainability.  
Keywords: Photovoltaic Plant; Voltage; Modules; Generation; Overloads.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 13 de octubre de 2025.  
Fecha de aceptación: 18 de diciembre de 2025.  
Fecha de publicación: 12 de enero de 2026.  
2
Guano et al. (2026)  
1. Introducción  
una tecnología avanzada son otros  
temas relevantes [4].  
Hoy en día, los generadores de  
energía más relevantes utilizan la  
combustión de combustibles fósiles,  
responsables del cambio climático y  
liberan grandes volúmenes de  
El aumento de la energía fotovoltaica  
en todo el mundo ha incrementado la  
demanda de algoritmos para  
monitorización y control, así como de  
herramientas para simulación y  
diseño, dirigidas a ingenieros e  
investigadores que trabajan con  
carbono  
al  
medio  
ambiente.  
Implementar la generación de  
energía limpia utilizando fuentes  
renovables podría ser una solución a  
este problema [1]. Los sistemas  
estas  
aplicaciones.  
Las  
herramientas más utilizadas hoy en  
día para el diseño y simulación de  
fotovoltaicos  
(PV)  
una  
han  
PV  
específicamente para esta tarea,  
como PVsol PVsyst. Estas  
herramientas ofrecen una buena  
visión general del diseño  
comportamiento de los sistemas  
fotovoltaicos bajo diversas  
son  
software  
diseñado  
experimentado  
transición  
exitosa de pequeños sistemas  
independientes a grandes sistemas  
conectados a la red eléctrica. La  
y
y
interconexión  
entre  
ofrece  
compañías  
una nueva  
eléctricas  
perspectiva sobre la economía de las  
energías renovables al combinar la  
escasez o déficits energéticos con la  
conexión a la red, que produce  
energía de carga base utilizando  
combustibles convencionales. El uso  
intensivo de sistemas fotovoltaicos  
ha sido estimulado por varios  
factores [2],[3]. El aumento global de  
la demanda energética y el alto coste  
de los combustibles son los factores  
más relevantes. El efecto de las  
tecnologías energéticas en el medio  
ambiente y el hecho de que la  
fotovoltaica se haya convertido en  
condiciones de funcionamiento [5].  
Sin embargo, si se requiere una  
simulación más completa para  
comprender completamente los  
distintos elementos implicados en el  
sistema, estas herramientas no  
tienen la potencia necesaria. Se han  
creado métodos más robustos  
utilizando  
diversos  
para  
programas  
comerciales  
aplicaciones  
técnicas, como Matlab o Pspice [6].  
A lo largo del tiempo, el campo de la  
electricidad  
ha  
tenido  
que  
evolucionar y una de las maneras es  
3
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
aprovechar las fuentes energéticas  
para suministrar energía eléctrica  
constante a las cargas conectadas al  
sistema eléctrico. La energía  
entregada al usuario final debe  
ajustarse a la normativa de calidad  
energética que ARCONEL ha  
emitido (EPS) [7]. Cuando se  
suministra energía eléctrica a un  
sistema eléctrico, se producen  
alteraciones en el voltaje, la  
frecuencia y el ángulo, así como  
también variaciones en la capacidad  
de carga de los elementos eléctricos  
que integran dicho sistema. El SEP  
exhibirá un comportamiento distinto  
en caso de que ocurra una falla,  
dependiendo del tipo de generación  
conectada a él; esto ajustará el  
tiempo máximo de falla y provocará  
que el sistema no esté sincronizado  
sistema de prueba de 9 barras IEEE  
y poner en marcha un primer sistema  
solar. El propósito del estudio es  
entender cómo opera el sistema,  
incluyendo cuando la prueba del  
sistema a 9 barras tuvo un nivel  
elevado de energía renovable,  
usando el DIgSILENT PowerFactory  
[11], [12].  
La aplicación del programa permite  
observar el comportamiento del  
sistema al incorporar energía solar,  
así como la reacción de este ante  
sucesos de fallas y las alteraciones  
que ocurren en el mismo antes y  
después  
de  
que  
se  
han  
implementado fuentes de energía  
renovable. El software se emplea  
para la investigación de análisis de  
sistemas, mediante el método de  
simulación de valor instantáneo y el  
método de valor RMS, que son  
técnicas que brindan un gráfico para  
analizar el sistema [13]. Según los  
datos, SEP tiene que soportar  
muchas perturbaciones durante su  
funcionamiento y el sistema debe  
operar con la frecuencia más alta  
posible, evitando así interrupciones  
en la carga y garantizando que el  
sistema mantenga su estabilidad y  
un suministro de energía constante.  
Como se mencionó anteriormente  
[8], [9]. Un sistema de suministro de  
energía (SEP) está constituido por  
unidades productivas, líneas de  
transmisión y distribución de energía  
eléctrica. Como estas deben ser  
suministradas a los clientes lejos del  
lugar donde se producen, el SEP  
tiene que conservar su estabilidad  
frente a contingencias, garantizando  
a cada usuario conectado al sistema  
una energía de alta calidad [10]. En  
una investigación de seguimiento, se  
sugiere importar energía solar a un  
4
Guano et al. (2026)  
del SEP supone conservar las  
regenerativa posibilitará el monitoreo  
de los niveles de corriente y potencia  
de cortocircuito en el lugar donde se  
produjo la falla, logrando resultados  
distintos a los que se obtendrían con  
generación solar [18]. Una vez que  
se conocen los niveles de corriente  
de cortocircuito en el sistema, se  
puede observar la manera en que la  
protección de líneas eléctricas opera  
con distintos tipos de generación.  
Esto posibilita recalibrar, en caso de  
operaciones  
y
volver  
a
las  
condiciones normales de operación  
tras una situación anormal; esto  
forma parte de los planes operativos  
de corto y largo plazo de la SEP [14].  
Se eligió el sistema estándar IEEE  
de nueve barras para los estudios  
posteriores porque incluye múltiples  
puntos de generación, lo cual facilita  
el análisis del procedimiento de  
generación y la estabilidad transitoria  
del grupo electrógeno [15]. SEP, al  
ser  
preciso,  
realizar  
las  
introducirse  
el  
proceso  
de  
adecuaciones necesarias y sacar  
conclusiones para cada sistema. En  
última instancia, el presente estudio  
determinará los pros y los contras de  
incorporar renovables no estándar  
en la SEP [19], además de lo que se  
debe tener en cuenta en cada caso  
generación de energía fotovoltaica  
en el sistema de prueba, se puede  
analizar la conducta de los flujos  
energéticos en dicho sistema cuando  
la es  
incorporada al SEP, en contraste con  
la generación convencional  
producción  
renovable  
de  
análisis,  
así  
como  
la  
presente. Además, es posible  
determinar los niveles de tensión,  
angular y capacidad de carga  
capacitiva que poseen los equipos  
eléctricos [16] [17].  
configuración y las restricciones  
necesarias para cada sistema de  
producción de energía renovable. en  
el sistema de ensayo.  
Por lo tanto, uno de los principales  
retos a los que se enfrenta la  
Asimismo, el estudio ayudará a  
entender cómo se comporta SEP  
cuando sucede un fallo, ya sea  
trifásico o monofásico. Estos son  
algunos de los sucesos más  
frecuentes en la red de transmisión.  
En este sistema, la generación  
generación fotovoltaica  
a
gran  
escala es garantizar la fiabilidad y  
estabilidad del suministro eléctrico al  
integrarse en las redes de  
transmisión y distribución, el diseño  
incorrecto de los componentes y las  
5
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
pérdidas eléctricas en el sistema de  
conversión pueden reducir la  
eficiencia de la planta [20]. Además,  
la falta de simulaciones en las  
primeras fases del diseño puede  
Los  
resultados  
confirman  
la  
estabilidad del sistema, pues los  
perfiles de voltaje están dentro del  
rango permitido (0.95–1.05 p.u.). Se  
observan valores de 1.04 p.u. en la  
barra 1, 0.996 p.u. en la barra 5 y  
1.02 p.u. en la barra 9. Entre las  
barras 4 y 5 se produce el flujo de  
potencia activa más importante, con  
resultar  
en  
inversiones  
poco  
rentables o en el incumplimiento de  
las normativas técnicas exigidas por  
las normas internacionales.  
4
2.07 MW, después le sigue el flujo  
de entre las barras 5 y 6, que es de  
0.08 MW. No se observan pérdidas  
2. Metodología  
3
o sobrecargas significativas [22].  
Estos resultados evidencian que la  
incorporación de energía fotovoltaica  
al sistema no perjudica la estabilidad  
Este proyecto se enfoca en la  
simulación de un sistema eléctrico  
IEEE de nueve barras que incorpora  
generación fotovoltaica por medio de  
eléctrica  
y
posibilita  
el  
DIgSILENT  
sistema  
PowerFactory.  
incluye una  
El  
mantenimiento  
de criterios  
planta  
homogéneos de protección en todas  
las situaciones. La investigación  
bibliográfica proporciona información  
acerca de investigaciones sobre los  
efectos que la energía renovable  
tiene en un sistema eléctrico, así  
como una guía bibliográfica para el  
análisis de los casos de estudio que  
se llevarán a cabo para lograr las  
metas planteadas en el próximo  
proyecto [23]. Esta investigación  
adopta un enfoque descriptivo, lo  
que posibilita la recolección de datos  
durante su desarrollo, los cuales  
serán utilizados posteriormente para  
realizar análisis [24]. Asimismo,  
fotovoltaica que proporciona 21.01  
MW en la barra 8, lo que aporta tanto  
al sistema interconectado como a la  
provisión de energía para cargas  
distribuidas [21]. El estudio destaca  
la relevancia de tener una frecuencia  
y un voltaje estables en la red,  
además  
de  
coordinar  
las  
protecciones eléctricas frente a la  
integración de energías renovables.  
La simulación examina situaciones  
operativas en las que se analiza  
cómo responde el sistema ante un  
aumento de la potencia y la  
estabilidad del flujo eléctrico [15].  
6
Guano et al. (2026)  
permite recopilar la información  
hagan comparaciones entre las dos  
clases de generación incorporadas  
en el sistema de pruebas y también  
posibilita llegar a conclusiones del  
caso de estudio que se llevó a cabo  
en el SEP.  
necesaria el  
modelamiento del sistema, lo cual  
permitirá entender cómo se  
para  
formular  
comporta un SEP al incorporar  
generación fotovoltaica en un  
sistema de pruebas normalizado  
IEEE de 9 barras.  
A. Solar Panel  
En la barra 8, se incorpora el  
generador fotovoltaico con un  
potencial de 21.01 MW al sistema  
IEEE de nueve barras mediante el  
entorno de simulación DIgSILENT  
PowerFactory. Esta generación  
renovable ayuda a aprovisionar  
energía para cargas distribuidas y al  
sistema integrado, conservando la  
estabilidad de la frecuencia y del  
perfil de voltaje. El estudio se enfoca  
en el funcionamiento del sistema en  
condiciones nominales, en las que el  
voltaje de la barra 8 permanece en  
Asimismo, el método analítico,  
inductivo y deductivo permite que,  
basándose en la información  
bibliográfica  
recopilada  
y
en  
investigaciones anteriores de la  
SEP, se empiecen a formular  
conclusiones personales sobre el  
comportamiento del estudio elegido.  
Además, este procedimiento facilita  
adquirir conocimiento a partir de  
investigaciones previas que servirán  
como antecedentes para el caso  
seleccionado [25]. Es imprescindible  
tener  
conocimiento  
de  
las  
1.02 p.u. y el flujo de potencia activa  
normativas eléctricas que rigen el  
estudio. Este método incluye  
simulaciones del ingreso al sistema  
hacia la red es constante. El análisis  
tiene en cuenta la reacción del  
sistema frente a la incorporación de  
generación renovable y su efecto en  
el flujo energético, aunque no se  
modelan variables físicas como la  
irradiancia o la temperatura. Los  
hallazgos indican que el sistema  
funciona sin sobrecargas, con  
pérdidas insignificantes y perfiles de  
voltaje dentro del rango permitido  
de  
pruebas  
de  
generación  
fotovoltaica, lo cual posibilita  
determinar los límites de generación  
que el sistema presenta con los  
métodos de generación renovable  
previamente citados. Este método  
permite analizar los datos recabados  
en la investigación, posibilita que se  
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Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
(0.95–1.05 p.u.), lo que confirma la  
factibilidad técnica de la integración  
fotovoltaica.  
Tabla 1: Parámetros eléctricos del sistema fotovoltaico  
Características  
Potencia Total (Pmax)  
Voltaje en barra (p.u.)  
Ángulo en barra  
Valor  
21,010,000  
1.02  
Unidad  
W (21.01 MW)  
p.u.  
-0.9  
grados  
Flujo de potencia activa  
Flujo de potencia reactiva  
21.01  
10.02  
MW  
MVAr  
significativas, lo que sugiere que los  
estándares de diseño y protección  
son apropiados para la integración  
fotovoltaica. Por lo tanto, los  
parámetros simulados satisfacen las  
condiciones técnicas requeridas  
para asegurar la estabilidad y  
fiabilidad del sistema de electricidad  
Para un sistema fotovoltaico que se  
integre en una red eléctrica, los  
valores adquiridos en la simulación  
son realistas y beneficiosos. La  
potencia nominal de 21.01 MW en la  
barra 8 representa una contribución  
importante y consistente con las  
instalaciones generación  
para  
[26].  
renovable que están conectadas a  
sistemas  
interconectados.  
del sistema  
La  
B. Red Eléctrica del Sistema  
estabilidad  
está  
El procedimiento de la Figura 1, se  
inicia en la planta fotovoltaica, que  
está conectada a la barra 8 del  
sistema IEEE de 9 barras. Esta tiene  
una capacidad de 21.01 MW, lo que  
equivale a la producción renovable  
asegurada por el hecho de que el  
voltaje en la barra se mantiene en  
1.02 p.u., dentro del rango permitido  
por las normas internacionales (0.95  
a 1.05 p.u.). A pesar de que no se  
especifican en este caso variables  
físicas como la tensión y la corriente  
en el punto de máxima potencia, el  
flujo de potencia activa y reactiva  
incorporada  
en  
la  
red.  
En  
DIgSILENT, la planta se representa  
como una fuente de potencia activa  
y reactiva, a diferencia del modelo  
que se describe en Simulink. Aunque  
no se incorpora de manera explícita  
el convertidor DC-DC ni el inversor,  
se considera que la conversión a  
(21.01 MW  
y
10.02 MVAr,  
respectivamente) demuestra que la  
operación es eficaz y segura.  
Asimismo, el sistema no muestra  
sobrecargas  
ni  
pérdidas  
8
Guano et al. (2026)  
corriente alterna ocurre antes de que  
la inyección tenga lugar en la barra.  
El voltaje de la barra 8 permanece en  
que la energía se distribuye de  
manera eficaz.  
El seguimiento del sistema posibilita  
el registro de parámetros en tiempo  
real, tales como voltajes, ángulos y  
potencias. Esto garantiza que la  
estabilidad no sea afectada por la  
integración de fuentes renovables.  
Bajo circunstancias normales, la  
planta fotovoltaica sostiene su  
contribución de manera invariable y,  
1.02 p.u. y el ángulo es -0.9° bajo  
condiciones nominales, lo que  
asegura la estabilidad del sistema.  
La energía producida es transferida  
directamente al sistema eléctrico,  
que funciona a un ritmo constante de  
6
0 Hz y mantiene los perfiles de  
voltaje en el rango permitido (0.95–  
.05 p.u.). El sistema incorpora  
1
en situaciones críticas  
cargas distribuidas que totalizan  
cerca de 60 MW, de los cuales 21.01  
MW provienen de la generación  
(representadas por una disminución  
de potencia), la red eléctrica toma a  
su cargo el resto sin interrumpir el  
servicio eléctrico. Estos resultados  
demuestran que la adición de  
generación fotovoltaica al sistema  
IEEE de 9 barras es factible desde el  
punto de vista técnico y satisface los  
estándares de calidad energética.  
fotovoltaica  
y
el  
resto  
es  
suministrado por la generación  
convencional. La mayor cantidad de  
potencia activa se encuentra entre  
las barras 4 y 5, con 42.07 MW, y  
después le sigue entre las barras 5 y  
6, con 30.08 MW, lo cual demuestra  
Figura 1: Funcionamiento de la red eléctrica en la simulación  
9
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
C. Función objetivo y restricciones del modelo  
Función objetivo:  
E퐶 = ∑ ∑(α 푃2 + β 푃 + γ + ζ 푒 ꢂ,ꢀꢃ)  
λ ꢁ  
푖
ꢀ
푖 퐺,푖푡  
푖 퐺,푖푡  
푖
푖∈푁퐺 푡∈푇  
Sujeto a:  
ꢄ푖∈푁퐺 푃퐺,푖푡 = 푃퐷,푡 + 푃 , ∀ꢅ ∈ ꢆ  
(1)  
(2)  
퐿,푡  
푚푖푛  
푚푎푥  
,
푃
≤ 푃퐺,푖푡 ≤ 푃퐺,푖  
푃퐺,푖푡 − 푃퐺,푖,푡ꢇ1 ≤ 푅푈푖  
푃퐺,푖,푡ꢇ1 − 푃퐺,푖푡 ≤ 푅  
퐺,푖  
(3)  
(4)  
푚푖푛  
푚푎푥  
퐺,푖  
푃
⋅ 푢 ≤ 푃 ≤ 푃  
⋅ 푢푖푡  
퐺,푖  
푖푡  
퐺,푖푡  
ꢄ푡∈푇 ꢄ푖∈푁퐺(α 푃 + β 푃 + γ + ζ 푒 ꢂ,ꢀꢃ) ≤ 퐸퐶푚푎푥  
2
λ ꢁ  
ꢀ
(5)  
푖 퐺,푖푡  
푖 퐺,푖푡  
푖
푖
ꢄ푖∈푁퐺(α 푃 + β 푃 + γ + ζ 푒 ꢂ,ꢀꢃ) ≤ 퐸퐶 푡푚 푎푥  
2
λ ꢁ  
ꢀ
(6)  
푖 퐺,푖푡  
푖 퐺,푖푡  
푖
푖
ꢄ푖∈푁ꢈꢉ푁 푃퐺,푖푡 ≥ ρ푚푖푛 ⋅ ꢄ푖∈푁퐺 푃퐺,푖푡  
(7)  
se simplifica a ꢄ ꢊꢋ 푃 = 푃 . La  
푖∈  
퐺,푖푡  
퐷,푡  
El modelo ambiental se basa en una  
función objetivo que minimiza las  
emisiones totales de las unidades  
generadoras durante el horizonte de  
planificación. Esta función incluye  
términos cuadráticos, lineales y  
restricción (2) establece los límites  
mínimo y máximo de generación  
para cada unidad, respetando sus  
capacidades físicas.  
La restricción (3) incorpora rampas  
de subida y bajada, expresadas  
exponenciales,  
diferentes  
representando  
de  
comportamientos  
como 푃퐺,푖푡 − 푃퐺,푖,푡ꢇ1 ≤ 푅푈 y 푃  
−
푖
퐺,푖,푡ꢇ1  
emisión asociados a la operación de  
las plantas térmicas. Los  
coeficientes 훼 , 훽 , 훾 , 휁 , 휆 definen el  
푃퐺,푖푡 ≤ 푅ꢌ푖, fundamentales para  
reflejar la inercia y limitaciones  
dinámicas de las máquinas. La  
restricción (4) introduce la lógica de  
compromiso de unidades mediante  
variables binarias, vinculando la  
generación a su estado operativo:  
푖
푖
푖
푖
푖
perfil de emisiones de cada unidad.  
La restricción (1) garantiza el  
balance de potencia en cada  
periodo,  
asegurando  
que  
la  
min  
max  
⋅ 푢 .  
푃
⋅ 푢 ≤ 푃 ≤ 푃  
퐺,푖  
푖푡  
퐺,푖푡  
퐺,푖  
푖푡  
generación total cubra la demanda y  
las pérdidas del sistema. Si no se  
consideran pérdidas, esta condición  
1
0
Guano et al. (2026)  
Las restricciones (5) y (6) controlan  
las emisiones: la primera a nivel  
global para todo el horizonte,  
simulación, la planta fotovoltaica  
se presenta como una fuente de  
potencia activa y reactiva que está  
conectada a la barra 8 y tiene una  
ꢄ ꢆ ꢄ ꢊꢋ ꢍ… ꢀꢎ ≤ 퐸퐶max,  
y
la  
푡∈  
푖∈  
segunda por periodo, ꢄ ꢊꢋ ꢍ… ꢀꢎ ≤  
capacidad de 21.01 MW, a  
diferencia de modelos más  
푖∈  
퐸퐶 푡m ax, lo que permite cumplir con  
normativas ambientales tanto a largo  
como a corto plazo. Finalmente, la  
detallados que incorporan tanto  
irradiancia como temperatura. Este  
método posibilita examinar cómo  
la generación renovable afecta a la  
estabilidad del sistema sin modelar  
de manera explícita el inversor ni el  
convertidor DC/DC, aunque se  
supone que la conversión a  
corriente alterna tiene lugar antes  
de inyectar en la red. La planta  
fotovoltaica se incorpora al sistema  
IEEE de 9 barras, que contiene  
líneas, transformadores y cargas  
distribuidas por un total cercano a  
los 60 MW. En condiciones  
normales, el voltaje en la barra 8  
es de 1.02 p.u. y el ángulo es -0.9°.  
Por su parte, la potencia activa y  
reactiva inyectadas son de 21.01  
restricción  
(7)  
fomenta  
la  
sostenibilidad al exigir una cuota  
mínima de generación renovable,  
ꢄ푖∈푁 푅퐸ꢊ 푃퐺,푖푡 ≥ 휌min ⋅ ꢄ ꢊꢋ 푃퐺,푖푡,  
푖∈  
garantizando la integración de  
fuentes limpias en la operación del  
sistema.  
Este conjunto de ecuaciones  
proporciona un marco robusto para  
la planificación y operación de  
sistemas eléctricos bajo criterios  
ambientales,  
eficiencia  
equilibrando  
económica con  
la  
la  
la  
reducción de emisiones  
y
promoción de energías renovables.  
D.  
Configuración  
de  
la  
MW  
y
10.02  
MVAr,  
simulación  
respectivamente. Una distribución  
eficaz de la energía se ve reflejada  
en el flujo de potencia, que es más  
alto entre las barras 4 y 5 (42.07  
MW) y luego entre las barras 5 y 6  
El procedimiento de la Figura 2,  
arranca con la configuración del  
sistema eléctrico en DIgSILENT,  
donde  
se  
establecen  
nominales  
las  
de  
condiciones  
(30.08 MW).  
funcionamiento  
(cargas,  
generación y voltajes). En esta  
1
1
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
El bloque de monitoreo posibilita el  
registro en tiempo real de  
parámetros como la potencia, los  
disminuye la producción de  
energía fotovoltaica a 0 MW, la red  
satisface el total de una demanda  
de 60 MW sin que la frecuencia y  
los voltajes superen los límites  
establecidos por las normas. Estos  
resultados demuestran que la  
adición de generación fotovoltaica  
al sistema IEEE de 9 barras es  
factible desde el punto de vista  
técnico y satisface los estándares  
de calidad energética.  
ángulos  
y
las  
tensiones,  
garantizando que la integración  
renovable no ponga en riesgo la  
estabilidad. La red asume la carga  
residual sin interrumpir el servicio  
de electricidad en situaciones  
críticas, las cuales se simulan  
reduciendo potencia  
la  
fotovoltaica. Por ejemplo, si se  
Figura 2: Diagrama de flujo del sistema.  
un sistema de nueve barras. Se  
incorporan observaciones acerca de  
la distribución de generación y  
demanda, los flujos de potencia y el  
perfil de tensión.  
3
. Resultados y discusión  
.1. Datos del sistema  
3
Esta investigación en la Figura 3,  
analiza una simulación eléctrica para  
1
2
Guano et al. (2026)  
Figura 3: Simulación del sistema  
A.  
Perfil  
de  
tensión  
y
B.  
Generación fotovoltaica y  
estabilidad:  
configuración:  
El sistema eléctrico simulado tiene  
un perfil de tensión constante en  
todas las barras, con valores que se  
encuentran dentro del rango verde,  
lo cual señala una operación  
estándar. Bus 1 tiene 1.039 pu a un  
ángulo de 0°, en comparación con  
otras barras como Bus 5 y Bus 9, que  
tienen respectivamente 1.029 pu y  
La planta fotovoltaica consta de 11  
inversores, los cuales convierten la  
energía de corriente continua en  
alterna para que esta pueda  
inyectarse  
al  
sistema.  
Estos  
inversionistas están vinculados con  
6.400 paneles solares en total, lo que  
significa que existe una capacidad  
instalada significativa, concebida  
1
.040 pu, con ángulos próximos a -  
°. Estas fluctuaciones son  
para  
satisfacer  
una  
porción  
2
sustancial de la demanda del  
sistema. La existencia de estos  
inversores dispersos posibilita una  
pequeñas y son indicativas de un  
sistema  
bien  
de  
regulado,  
subvoltaje  
sin  
o
problemas  
operación y  
más  
adaptable  
sobrevoltaje.  
disminuye el peligro de errores  
1
3
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
globales, lo que mejora la estabilidad  
del sistema.  
D.  
Balance entre generación y  
demanda  
C.  
Flujos de potencia en  
La producción total comprende la  
líneas:  
contribución plantas  
de  
las  
fotovoltaicas y los generadores  
Las líneas de transmisión presentan  
flujos importantes de potencia  
reactiva y activa. Entre Bus 4 y Bus  
síncronos.  
En  
Bus  
1, los  
importantes  
generadores  
más  
contribuyen con 163 MW; en Bus 2,  
con 85 MW; y en Bus 3, con 100 MW.  
La planta solar, gracias a sus 11  
inversores y 6.400 paneles, ayuda a  
que la generación convencional sea  
menos dependiente y hace que el  
5
1
6
2
, la circulación es de -83.474 MW y  
0.677 MVAr; en cambio, entre Bus  
y Bus 9 se anotan -72.314 MW y -  
8.393 MVAr. El flujo va en dirección  
contraria a la que se indica en el  
diagrama cuando el signo es  
negativo. Una alta necesidad de  
compensación reactiva o una fuerte  
demanda inductiva para conservar el  
voltaje estable se indican a través de  
un flujo reactivo elevado en varias  
líneas, por ejemplo, la conexión Bus  
sistema  
sostenibilidad. Los valores típicos de  
1 MW y 21 MVAr en Bus 5, Bus 6 y  
Bus 8 demuestran que el sistema se  
mantiene equilibrado bajo  
tenga  
una  
mejor  
4
condiciones normales, con las  
cargas distribuidas en diversas  
barras.  
6–Bus 9.  
Tabla 2: Perfil de tensión en barras  
Barra  
Bus 1  
Bus 5  
Bus 9  
Tensión (pu)  
1.039  
Ángulo (°)  
0.0  
1.029  
1.040  
-1.77  
-2.93  
Los niveles de tensión y ángulo en  
tres barras fundamentales del  
sistema se presentan en la primera  
sección de la Tabla 1: Bus 1, Bus 5 y  
Bus 9. La barra de referencia (Bus 1)  
tiene una tensión de 1.039 pu con un  
ángulo de 0°, lo que señala que es el  
punto base para calcular fases. Bus  
9 tiene una tensión de 1.040 pu y un  
ángulo de -2.93°, mientras que Bus 5  
cuenta con 1.029 pu y -1.77°. Estas  
variaciones son mínimas, lo cual  
asegura que el sistema está bien  
regulado y no existen inconvenientes  
de subvoltaje o sobrevoltaje. La  
ligera desviación angular negativa  
1
4
Guano et al. (2026)  
señala que la potencia se desplaza  
desde la barra de referencia hacia  
las otras, conforme al gradiente de  
ángulo.  
Tabla 3: Flujos de potencia en líneas  
Línea  
P (MW)  
-83.474  
-72.314  
-58.896  
Q (MVAr)  
10.677  
-28.393  
12.061  
Bus 4 - Bus 5  
Bus 6 - Bus 9  
Bus 7 - Bus 8  
Los flujos de (P) y (Q) se describen  
en tres líneas en la Tabla 3. El flujo  
activo entre Bus 4 y Bus 5 es de -  
las 00:00 hasta las 24:00. La línea  
horizontal muestra la línea temporal  
en formato de horas, mientras que la  
vertical señala la potencia activa en  
MW, con un rango cercano a -200  
MW hasta 300 MW. Se aprecian  
cinco curvas: las tres de los  
generadores convencionales (G1,  
G2 y G3), la de una fuente de  
corriente continua (DC Voltage  
Source) y la del sistema fotovoltaico  
(PV System). Este análisis ayuda a  
entender la manera en que se  
reparte la producción entre fuentes  
8
3.474 MW y el reactivo es de  
0.677 MVAr, lo que señala una  
1
transferencia de energía hacia Bus 4  
con signo negativo). En la línea Bus  
- Bus 9, el flujo activo es de -72.314  
(
6
MW y el reactivo de -28.393 MVAr, lo  
que indica un alto requerimiento  
inductivo en la zona, ya que tiene un  
flujo reactivo negativo elevado.  
Finalmente, la línea Bus 7 - Bus 8  
transporta -58,896 MW y 12,061  
MVAr,  
lo  
que  
indica  
un  
renovables  
y
convencionales  
comportamiento más equilibrado en  
términos de potencia reactiva. Los  
datos muestran que las líneas 4-5 y  
durante el día.  
6-9 son las más congestionadas, lo  
cual podría ser un problema en  
situaciones de contingencia.  
3.2 Comportamiento del sistema  
La Figura 4 muestra la actividad de  
la potencia activa (MW) que proviene  
de varias fuentes generadoras en el  
día 10 de junio del año 2025, desde  
1
5
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
Figura 4: Evolución de la potencia activa  
Los generadores G1, G2 y G3  
presentan un comportamiento  
energías  
renovables  
complementa,  
reemplaza,  
convencional.  
pero  
la  
no  
estable, lo que sugiere que  
funcionan como unidades de carga  
base para asegurar la estabilidad del  
sistema:  
a
base  
La curva del sistema fotovoltaico  
refleja el comportamiento típico de la  
energía solar:  
•
G1 tiene una potencia de  
aproximadamente 73 MW  
o La  
potencia  
es  
negativa  
durante todo el día, con  
oscilaciones marginales.  
(
aproximadamente -20 MW)  
entre las 00:00 y las 06:00, lo  
que señala un consumo interno.  
o Desde las 06:00, la potencia va  
en aumento de manera gradual y  
llega a su nivel más alto entre las  
•
•
G2 es la unidad principal, con  
una producción invariable de 163  
MW.  
G3 se mantiene constante en 85  
MW. Estas tres unidades juntas  
contribuyen con más de 320 MW  
constantes, lo que equivale a  
cerca del 90% de la producción  
total. Este patrón es común en  
sistemas donde la producción de  
1
2:00 y las 15:00, con cifras  
próximas a +31.85 MW.  
o La potencia se reduce después  
de las 18:00 de la tarde y se  
torna negativa durante la noche.  
Esta conducta verifica que la  
1
6
Guano et al. (2026)  
radiación solar es dependiente y  
con el propósito de cargar baterías.  
Este comportamiento es  
que la participación de la fuente  
renovable es limitada, pues  
solamente constituye entre el 8%  
y el 9% total en su punto  
máximo.  
fundamental para optimizar la  
flexibilidad en las operaciones y  
equilibrar las fluctuaciones solares.  
A.  
Comportamiento  
del  
La línea celeste simboliza la fuente  
de corriente continua, que fluctúa  
entre -33 MW y -10 MW a lo largo del  
día, con una inclinación negativa en  
la mayor parte del tiempo. Esto  
sugiere que funciona como un  
sistema fotovoltaico  
La Figura 5 muestra la progresión de  
la potencia activa (MW) de dos  
fuentes: una fuente de voltaje en  
corriente continua (DC Voltage  
Source) y un sistema fotovoltaico  
sistema  
de  
almacenamiento,  
(PV System), a lo largo del 10 de  
captando energía en determinados  
periodos de tiempo, probablemente  
junio del 2025, desde las 00:00 hasta  
las 24:00.  
Figura 5: Generación fotovoltaica  
o La línea del tiempo en formato  
horario se presenta en el eje X.  
o La potencia activa en MW se  
muestra a través del eje Y, el  
cual tiene un rango aproximado  
que va de -140 MW a +40 MW.  
La línea azul representa el sistema  
fotovoltaico y muestra un modelo  
característico de producción solar:  
o La potencia se mantiene en 0  
MW entre las 00:00 y las 06:00,  
lo que demuestra que no hubo  
producción durante la noche.  
1
7
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
o La potencia empieza a crecer  
desde las 06:00 y llega a su  
punto más alto cerca de las  
B.  
Distribución de generación  
por tipo de fuente  
La Figura 6 muestra cómo ha  
1
2:00, con un valor próximo a  
30 MW.  
o La potencia  
paulatinamente después de las  
5:00 y alcanza 0 MW alrededor  
cambiado  
la  
producción  
de  
+
electricidad a partir de carbón,  
hidroeléctrica y fotovoltaica en las 24  
horas del 10 de junio de 2025. El eje  
de las abscisas representa el tiempo  
y el eje de las ordenadas, la potencia  
activa en MW, que oscila entre  
aproximadamente -200 MW y 350  
MW. Las zonas se distinguen por el  
color: azul para la hidroeléctrica, rojo  
para el carbón y amarillo para la  
fotovoltaica.  
se  
reduce  
1
de  
las  
18:00.  
verifica  
Este  
la  
comportamiento  
dependencia directa de la  
radiación solar, con una  
participación máxima limitada  
que complementa la producción  
convencional.  
Figura 6: Distribución de generación  
Durante la madrugada, la generación  
fotovoltaica comienza en 0 MW y  
empieza a aumentar desde las  
progresivamente hasta alcanzar  
cero en la noche. Este patrón  
demuestra que la radiación solar es  
dependiente y su contribución es  
limitada en comparación con las  
06:00. Entre las 12:00 y las 15:00,  
llega a su punto más alto, con cifras  
próximas a los 30 MW. Después de  
fuentes  
convencionales,  
las  
18:00,  
luego  
disminuye  
1
8
Guano et al. (2026)  
representando alrededor del 8 al 9%  
de la totalidad diaria.  
incluyendo la acción simultánea de  
una fuente de almacenamiento con  
corriente continua, así como los  
flujos de potencia, el perfil de tensión  
y la estabilidad angular. Se presenta,  
con el enfoque propuesto, la  
evidencia técnica de que se puede  
alcanzar una penetración renovable  
importante sin poner en riesgo la  
estabilidad del sistema. También se  
La generación a partir de carbón  
sigue siendo la fuente principal a lo  
largo del día, con cifras que oscilan  
entre 100 MW y 250 MW. Esto  
aumenta durante las horas de mayor  
demanda, sobre todo cerca de las  
15:00 y las 21:00. En cuanto a la  
generación hidroeléctrica, exhibe  
cifras negativas durante las primeras  
identifican  
los  
corredores  
de  
transmisión críticos y se ofrecen  
criterios operativos para futuras  
horas  
de  
la  
madrugada,  
probablemente debido al bombeo o  
al consumo auxiliar. A partir de las  
expansiones  
de  
generación  
fotovoltaica. Esta combinación de  
análisis dinámico, evaluación de  
estabilidad y caracterización de  
flujos bajo una intensa energía solar  
constituye un avance innovador en  
comparación con los estudios  
realizados hasta ahora.  
0
9:00 empieza a generar energía  
positiva y entre las 15:00 y las 18:00  
llega a picos próximos a los 50 MW,  
para después descender otra vez.  
Discusión  
La evaluación de la incorporación de  
una planta fotovoltaica de 33 MWp  
en un sistema estándar IEEE de 9  
barras por medio de simulaciones  
4. Conclusiones  
La integración de una planta  
fotovoltaica de 33 MWp, que consta  
de seis mil cuatrocientos paneles  
solares y once inversores, no pone  
en peligro del sistema eléctrico,  
según ha comprobado la simulación  
efectuada en el sistema IEEE de  
nueve barras. Los perfiles de tensión  
permanecen en el rango normativo  
dinámicas  
en  
DIgSILENT  
el  
PowerFactory  
constituyen  
principal  
presente estudio. Este estudio, a  
diferencia de investigaciones  
anteriores que se enfocan en plantas  
aporte científico del  
pequeñas  
o
en  
modelos  
el  
simplificados,  
examina  
comportamiento del sistema frente a  
cambios en la producción renovable,  
(0.95-1.05 p.u), con cifras como  
1
9
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Simulación de un sistema fotovoltaico de 33 MWp conectado a la red para optimizar generación sostenible.  
1
.029 p.u. en Bus 5, 1.040 p.u. en  
actúa como un sistema de  
almacenamiento estratégico,  
Bus 9 y 1.039 p.u. en Bus 1; esto  
muestra que no hay riesgos de  
sobrevoltaje o subvoltaje y que la  
situación es estable. La estabilidad  
se mantiene incluso con la  
generación renovable, lo que  
evidencia la fortaleza del sistema  
ante cambios en la potencia.  
captando entre -10 MW y -33 MW a  
lo largo del día. Para optimizar la  
flexibilidad operativa, esta propiedad  
es crucial, ya que posibilita guardar  
excedentes solares y emplearlos en  
épocas de escasa irradiancia. En  
resumen, la integración fotovoltaica  
ayuda a que el sistema eléctrico sea  
más sostenible, a que las emisiones  
sean menores y a que se reduzca la  
dependencia de los combustibles  
fósiles.  
Las líneas más críticas en cuanto al  
flujo de potencia son Bus 4-Bus 5 (-  
83.474 MW) y Bus 6-Bus 9 (-72.314  
MW), las cuales realizan la mayor  
cantidad de intercambios de energía.  
Estos corredores deben ser vigilados  
y, en situaciones de alta demanda,  
es posible que necesiten un refuerzo  
o una compensación reactiva para  
prevenir la congestión. La planta  
fotovoltaica contribuye con 31.85  
MW en horas solares, lo que  
equivale entre el 8% y el 9% de la  
producción total. En cambio, los  
generadores convencionales (G1,  
G2 y G3) aportan más del 90% de la  
energía, con cifras fijas de 73.45  
La estabilidad del sistema, que  
muestra  
que  
la  
generación  
convencional satisface la mayor  
parte de la demanda, mientras que la  
fotovoltaica  
sirve  
como  
complemento en horas de sol. Las  
horas de mayor consumo son  
testigos de un aumento en las  
cargas, sobre todo entre las 15:00 y  
las 21:00, momento en el que se  
aprecia una subida en la producción  
total para cubrir con la demanda.  
MW, 163 MW  
respectivamente.  
y
85 MW,  
patrón  
Esta  
conducta  
demuestra  
lo  
Este  
relevante que es la coordinación  
entre fuentes renovables y las  
corrobora  
renovable  
que  
funciona  
no  
la  
generación  
como  
como  
un  
un  
convencionales,  
importancia  
junto  
de  
con  
la  
complemento,  
estrategias  
reemplazo de la base convencional.  
La fuente de corriente continua (DC)  
avanzadas de almacenamiento y  
control para hacer un uso más  
2
0
Guano et al. (2026)  
eficiente de la energía solar y  
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