Reconfiguración de sistemas de distribución de energía eléctrica usando optimización Multi-objetivo PDF Download
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Author: Eder Favio Rosero Coral
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Resumen: En este trabajo se presenta una metodologia para la reconfiguracion de sistemas de distribucion de energia electrica balanceados con caracteristicas radiales. Para formular el problema se emplean cuatro modelos matemáticos a través de una formulacion tipo no lineal entera mixta, donde se combina la minimización de las pérdidas tecnicas, el número de intervenciones (cambios) y la inversión en construcción de nuevos tramos de red y/o apertura de tramos existentes, con un conjunto de restricciones que consideran las caracteristicas operativas de la red y que son evaluadas a traves de un flujo de carga del tipo barrido iterativo Inicialmente se realiza un análisis sobre el comportamiento multi-objetivo del problema usando una estrategia comparativa, con el fin de determinar patrones de comportamiento semejantes entre objetivos de diferente naturaleza, que no necesariamente pueden estar en conicto. Adicionalmente se realiza un an#x13;alisis económico del problema de reconfiguracion de redes de distribucion y que no se ha evidenciado en otros trabajos relacionados con esta tematica, convirtiendo la propuesta metodologica aqui presentada en una alternativa eficiente para la proposicion de planes de reconfiguración adecuados y de gran aplicabilidad por parte de los operadores de red. Para resolver el problema planteado se emplea la tecnica de optimizacion multiobjetivo NSGA II, ya que ha mostrado un desempeño exitoso en gran cantidad de problemas combinatoriales de alta complejidad y particularmente en problemas con caracteristica binaria, como es el caso de la reconfiguracion de sistemas de distribucion. Con el fin de validar el desempeño de la metodologia propuesta son empleados tres sistemas de prueba de 16, 69 y 70 nodos, respectivamente, donde los resultados obtenidos respaldan la metodologia propuesta.
Author: Eder Favio Rosero Coral
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Resumen: En este trabajo se presenta una metodologia para la reconfiguracion de sistemas de distribucion de energia electrica balanceados con caracteristicas radiales. Para formular el problema se emplean cuatro modelos matemáticos a través de una formulacion tipo no lineal entera mixta, donde se combina la minimización de las pérdidas tecnicas, el número de intervenciones (cambios) y la inversión en construcción de nuevos tramos de red y/o apertura de tramos existentes, con un conjunto de restricciones que consideran las caracteristicas operativas de la red y que son evaluadas a traves de un flujo de carga del tipo barrido iterativo Inicialmente se realiza un análisis sobre el comportamiento multi-objetivo del problema usando una estrategia comparativa, con el fin de determinar patrones de comportamiento semejantes entre objetivos de diferente naturaleza, que no necesariamente pueden estar en conicto. Adicionalmente se realiza un an#x13;alisis económico del problema de reconfiguracion de redes de distribucion y que no se ha evidenciado en otros trabajos relacionados con esta tematica, convirtiendo la propuesta metodologica aqui presentada en una alternativa eficiente para la proposicion de planes de reconfiguración adecuados y de gran aplicabilidad por parte de los operadores de red. Para resolver el problema planteado se emplea la tecnica de optimizacion multiobjetivo NSGA II, ya que ha mostrado un desempeño exitoso en gran cantidad de problemas combinatoriales de alta complejidad y particularmente en problemas con caracteristica binaria, como es el caso de la reconfiguracion de sistemas de distribucion. Con el fin de validar el desempeño de la metodologia propuesta son empleados tres sistemas de prueba de 16, 69 y 70 nodos, respectivamente, donde los resultados obtenidos respaldan la metodologia propuesta.
Author: Ana María Mejía Solanilla
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Resumen: Con el fin de solucionar el problema del planeamiento multiobjetivo de sistemas de distribución de energía eléctrica, se propone en este trabajo una metodología empleando como técnica de solución un algoritmo elitista de ordenamiento no dominado (NSGA-II), la cual considera la ubicación y capacidad de nuevos tramos de red, ubicación y capacidad de nuevas subestaciones, ampliación de subestaciones existentes y reconductorización de tramos de red existentes. Para dar solución al problema se emplean diferentes modelos matemáticos, todos con dos funciones objetivo. Con la aplicación de estos modelos se busca tener más herramientas a la hora de tomar decisiones, con el fin de involucrar funciones objetivo que impacten directamente en la solución del problema. Las funciones objetivo consideradas son: costos de inversión, costos de operación, costos de inversión y operación, y confiabilidad de la red (energía no servida). El conjunto de restricciones está compuesto por las ecuaciones de balance nodal, capacidades máximas permitidas para los elementos del sistema, máxima caída de tensión permitida y radialidad de la red...
Author: Ernesto Galeano Sanchez
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El problema a tratar en este trabajo es la operación óptima de un sistema de distribución Automatizado con múltiples conexiones al sistema de transmisión. El tipo de sistema contemplado es una red de distribución de topología enmallada operada en forma radial, tal estudio se analiza para el perfil de carga en una hora dada y en condiciones normales de trabajo. Los objetivos a alcanzar en forma simultánea son: Minimizar las pérdidas de potencia y garantizar un perfil de tensión adecuado en los nodos del sistema. Para lograr tales objetivos es posible realizar control centralizado sobre los transformadores con control de derivaciones bajo carga en las subestaciones HV/MV, los reconectadotes en algunas ramas de la red y los bancos de capacitores shunt en las subestaciones HV/MV y en algunos nodos de la red, el estudio se realiza mediante un equivalente monofásico de red. Se tiene entonces un problema multiobjetivo de programación no lineal entera mixta (PNLEM) de optimización multiobjetivo con restricciones, en un espacio de búsqueda discreto. Solucionar este problema consiste en encontrar los puntos de operación, que satisfaciendo las necesidades de carga cumplan de forma simultánea los objetivos sin violar los límites de operación. En este trabajo se implementa el algoritmo evolutivo multiobjetivo de segunda generación NSGA II (Non dominated sorting genetic algorithm II), cuyo método de búsqueda se basa en el concepto de óptimo de pareto y que al incorporar el elitismo y una función explicita de apiñamiento encuentra soluciones de calidad. Para cumplir sus propósitos este trabajo se divide en 5 capítulos así: el capítulo 1 trata los fundamentos de la operación óptima de los sistemas de distribución automatizados explicando la importancia de los objetivos propuestos en la operación de tales sistemas y como son afectados por el estado de los elementos de control, luego se contextualiza la teoría que sustenta la implementación de la automatización en los sistemas.
Author: Francisco Javier Vargas Marín
Publisher: Editorial Academica Espanola
ISBN: 9783847354895
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Languages : es
Pages : 160
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Debido al aumento incesante de la demanda de energía eléctrica, la reducción significativa de los recursos naturales, las necesidades medioambientales, además de las limitaciones en la coordinación y operación distantes de las necesidades de los sistemas energéticos de hoy en día, el mercado de energía eléctrica se enfrenta a un enorme desafío. A pesar de las diferentes propuestas de estrategias centralizadas para el control, no solo de la tensión y de potencia reactiva, sino también para la gestión de intercambios, se siguen presentando inestabilidades en distintas partes del mundo. En esta trabajo se propone una metodología de optimización de la operación y coordinación en sistemas globales de energía, mediante un esquema descentralizado del sistema multiagente y multiobjetivo, que considera la descomposición tanto de la red eléctrica, como del problema de optimización. Los resultados aplicados a dos sistemas de prueba muestran la posibilidad de estimar una operación óptima global, con menores requerimientos de información operativa, simplicidad en los equivalentes de red y mejora en los tiempos de cómputo, semejantes a una estrategia centralizada.
Author: Ricardo Andres Bolaños Ocampo
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Resumen: Este trabajo aborda el Problema de Planeamiento de la Expansión de la transmisión bajo el enfoque multiobjetivo que resuelve el problema de inversión mediante el algoritmo evolutivo Elitist Non Dominated Sorted Genetic Algorithm (NSGA-II), mientras que el problema operativo de flujo de carga mediante el modelo DC es resuelto por un Método de Puntos Interiores de Alto Orden Predictor - Corrector (MPC). Para orientar el enfoque multiobjetivo, se considera la seguridad del sistema de potencia, evaluada mediante el corte de carga acumulado o máximo que se presenta, para cada configuración, ante contingencias simples (N - 1), dobles (N - 2) de circuitos en paralelo y dobles ((N - 1) - 1) de circuitos que comparten estructuras en parte del tendido de las líneas. Los objetivos considerados son entonces el costo de inversión en equipos de transmisión, transformadores y líneas, y el corte de carga ante contingencias. Se considera adicionalmente la incertidumbre en la demanda y reprogramación de la generación para determinar configuraciones con escenarios de generación y demanda variables que simula en cierta forma la operación real de los Sistemas Eléctricos de Potencia, permitiendo comparar el enfoque que tradicionalmente se implementa para la solución del problema. La metodología multiobjetivo aplicada es implementada mediante un programa de computadora desarrollado en lenguaje de programación de MatLab aplicado a los sistemas de Garver e IEEE-24 nodos. Bajo el enfoque monoobjetivo se implemente un algoritmo especializado de Chu & Beasley aplicado a los sistemas Garver, IEEE-24, Sur Brasil y al Sistema Colombiano 2005 - 2012.
Author: Victor Mario Velez Marin
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Las investigaciones en materia de generación de energía eléctrica se han enfocado en los últimos años en tecnologías eficientes y ambientalmente sostenibles, entre estas tecnologías se encuentra la generación distribuida (GD). A su vez uno de los métodos mas destacados de GD y de interés en este trabajo, es la cogeneración, cuyo principio es el de aprovechar la energía de los procesos térmicos industriales, para producir energía eléctrica y suplir su propia demanda. Este tipo de tecnología reduce la inversión en transmisión de las empresas distribuidora pues se genera en forma local, igualmente permite aumentar la confiabilidad del sistema y reducir los costos por las perdidas de potencia activa. Los cogeneradores pueden suplir no solo la demanda interna del consumidor, sino que están en capacidad de generar excedentes de energía a la red. En consecuencia, la red de distribución se ve en la necesidad de tener reglas claras para permitir la conexión de agentes cogeneradores, además de realizar estudios detallados sobre los impactos de estos sobre el sistema. Actualmente existen algunas normativas en el país, ya que es una alternativa energética vista con buenas perspectivas a la hora de la expansión de las redes. La tendencia a masificar la GD se sustenta en diversos factores que afectan tanto el sistema de transmisión como el de distribución tales como el aumento en la calidad y confiabilidad del suministro eléctrico, evitar o atrasar inversiones en líneas y transformadores, disminución de perdidas y generación de energía limpia para el medio ambiente. El impacto de la GD debe ser evaluado tanto desde el punto de vista técnico como económico, teniendo en cuenta que en el país a mediano plazo se prevé la adopción de generación distribuida como energía renovable, en particular la cogeneración. Así se contribuye a seguir los lineamientos mundiales de aprovechar de manera mas eficiente los recursos energéticos y hacer buen uso de las fuentes de energía renovables. [..].
Author: Diego Fernando Gómez Saza
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Author: Martín López Cruz
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Un sistema de distribución debe de ser administrado bajo un enfoque de mejora continua mientras que su crecimiento y mejoras en su operación se rijan por la aplicación de herramientas estadísticas y computacionales de vanguardia y criterios económicos, podremos asegurar el suministro de energía eléctrica con calidad y al menor costo posible. En tanto más nos alejemos de esta política de administración, más lejos nos encontraremos de la excelencia en el suministro y distribución de la energía eléctrica y más cerca estaremos del fracaso y de una situación de "apaga fuegos". El trabajo de tesis presenta una descripción detallada de cómo se realiza una optimización de una red de distribución eléctrica de media tensión, incluyendo los aspectos de utilización del conductor económico, ordenamiento de la red por aspectos de seguridad, como de flexibilidad para su operación en contingencia y mínimas pérdidas en estado estable, bajo un criterio de rentabilidad económica. Asimismo, se muestra la utilización de los diferentes sistemas computacionales empleados en la Comisión Federal de Electricidad (CFE) para la planeación del sistema de distribución de energía eléctrica, en media tensión, en el corto y mediano plazo. Especial énfasis se presenta en el aspecto económico de la distribución de energía eléctrica, describiendo para la media tensión las variables que intervienen en los aspectos de costos y beneficios, debido a que la gran mayoría de las decisiones relacionadas con la calidad del suministro son definidas de acuerdo a parámetros económicos, en virtud de que tienen una gran influencia en el logro de uno de los objetivos clave en los sistemas de distribución de la energía eléctrica y en general en toda empresa eléctrica, de suministrar energía eléctrica a sus clientes con calidad y al menor costo posible.
Author: Carlos Mario Toro Rey
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En este documento se trata el desarrollo de un flujo de potencia óptimo (OPF) multi-objetivo a partir de la modificación de una herramienta previamente implementada basada en el algoritmo de optimización meta-heurístico de la colonia de hormigas (Ant Colony Optimization). Lo anterior contempló un cambio en el modelo de flujo de potencia con el objetivo de hacer la herramienta escalable a redes de distribución con muchos nodos. Como contribución principal, se plantearon dos funciones objetivo, de manera que fuera posible no solo 1) minimización de pérdidas de energía activa en la red por parte del operador del sistema, sino 2) maximizar la utilidad de un generador distribuido por concepto de inyección de potencia reactiva, actividad remunerada como servicio auxiliar y que tiene como objetivo realizar soporte de tensión y por consiguiente reducción de pérdidas técnicas en la red. Para este OPF multi-objetivo se propusieron precios nodales dependientes de los costos marginales de inyección de energía activa y reactiva, esto para tener en cuenta en la remuneración de los agentes que hacen compensación reactiva. Se implementó el OPF multi-objetivo para el caso de estudio tradicional 1) Kersting de 2 nodos. Adicionalmente, con el cambio propuesto al modelo de red, fue posible aplicar el flujo de potencia óptimo de objetivo único (minimización de pérdidas) para los casos de estudio 2) IEEE de 13 Nodos y 3) el IEEE de 37 Nodos, permitiendo la escalabilidad de la herramienta a partir del cargue de las matrices de admitancias. Los resultados muestran que efectivamente existen soluciones de compromiso entre la maximización de la utilidad del agente que agrupa a los generadores distribuidos por concepto de provisión de energía reactiva y la minimización de las pérdidas técnicas requeridas por el operador del sistema. En tal sentido, la gestión de potencia reactiva de forma unilateral por parte de los agentes distribuidos (mediante auto-despacho de potencia reactiva por señales de precio marginal local) puede producir un deterioro opcional del sistema eléctrico.
Author: Ignacio J. Ramírez Rosado
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ISBN: 9788477333135
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Pages : 159
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