Metodología de Muestreo basada en Entropía de Shannon para la Caracterización de la Demanda Energética en Regiones de Colombia

Sampling Methodology Based on Shannon Entropy for the Characterization of Energy Demand in Regions of Colombia

Este trabajo propone una metodología de muestreo basada en entropía de Shannon para caracterizar eficientemente la demanda energética en regiones de Colombia con infraestructura eléctrica de desarrollo moderado. Ante la ausencia de tecnologías de medición avanzada (AMI) y el uso de registros convencionales de consumo, se diseña una estrategia de muestreo que permita representar adecuadamente la demanda sin requerir sensores automatizados ni monitoreo complejo. El objetivo es obtener una muestra de usuarios que represente adecuadamente a la población para facilitar la planificación y gestión del sistema eléctrico. Se utilizaron datos históricos de consumo mensual, ubicación geográfica, tipo de cliente y población. Se dividió el estudio en cuatro subregiones (Norte, Sur, Centro y Oriente) y se establecieron criterios para el tamaño de muestra, el balance entre categorías de usuarios y la selección representativa de usuarios. La muestra fue evaluada según su eficiencia logística y representatividad frente a las distribuciones originales de consumo y categorías auxiliares. Se concluye que el enfoque por entropía genera una muestra densa y estratégicamente ubicada, con excelente ajuste a la distribución de consumo, siendo una opción robusta y práctica para el operador de red.

This work proposes a sampling methodology based on Shannon entropy to efficiently characterize energy demand in regions of Colombia with moderately developed electricity infrastructure. In the absence of advanced metering technologies (AMI) and the use of conventional consumption records, a sampling strategy is designed to adequately represent the demand without requiring automated sensors or complex monitoring. The objective is to obtain a sample of users that adequately represents the population to facilitate planning and management of the electricity system. Historical data on monthly consumption, geographic location, customer type and population were used. The study was divided into four sub-regions (North, South, Central and East) and criteria were established for the sample size, the balance between user categories and the representative selection of users. The sample was evaluated according to its logistic efficiency and representativeness vis-à-vis the original distributions of consumption and auxiliary categories. It is concluded that the entropy approach generates a dense and strategically located sample, with excellent fit to the consumption distribution, being a robust and practical option for the network operator.