Aplicación del optimizador metaheurístico basado en gradientes para resolver el problema de selección óptima de conductores en redes de distribución asimétrica trifásica

Este estudio aborda el problema de seleccionar los calibres de los conductores para redes de distribución de media tensión con configuraciones radiales. El modelo de optimización que representa este problema forma parte de los modelos de programación no lineal de enteros mixtos (MINLP), en los que se debe resolver un flujo de potencia para cada combinación posible de tamaños de conductores. El objetivo principal de este problema de optimización es encontrar el mejor conjunto de tamaños de conductores que minimicen una función objetivo económica compuesta por los costos totales de los materiales conductores sumados con los costos anuales esperados de las pérdidas de energía proponiendo una nueva metodología de optimización híbrida de la familia de métodos de optimización combinatoria. Para resolver el modelo MINLP, Se presenta un método de optimización maestro-esclavo basado en la versión modificada del optimizador metaheurístico basado en gradientes (MGbMO) combinado con el método de flujo de potencia de aproximación sucesiva para redes de distribución desequilibradas. El MGbMO define el conjunto de calibres de conductores asignables para cada línea de distribución mediante una codificación entera. La etapa esclava (flujo de energía trifásico) cuantifica las pérdidas totales de energía y sus costos operativos anuales esperados. Los resultados numéricos en las redes IEEE de 8, 27 y 85 buses demuestran la efectividad del optimizador maestro-esclavo propuesto en comparación con múltiples métodos de optimización combinatoria (algoritmo de búsqueda de vórtice, el optimizador metaheurístico de Newton, el tradicional y Chu y Beasley). algoritmos genéticos y los enfoques de búsqueda tabú). Se analizaron dos escenarios en cuanto al comportamiento de la demanda para las redes IEEE de 8 y 27 buses: se consideró una operación de carga pico y, para la red IEEE de 85 buses, se consideró el comportamiento de la demanda diaria, incluyendo la presencia de generadores renovables. . La red de 85 buses permitió evidenciar que el escenario operativo más realista para la selección de conductores es el caso donde se implementa una curva de demanda ya que se encontraron reducciones superiores al 40% en la inversión anual y costos de operación en comparación con la condición de operación de carga pico. Todas las validaciones numéricas se realizaron en el software MATLAB.

• Autores: Pradilla Rozo, Julián David; Vega Forero, Julián Alejandro
• Fecha de publicación: 2023
• Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
• Repositorio: RIUD: repositorio U. Distrital
• Idioma: eng
• OAI Identifier: oai:repository.udistrital.edu.co:11349/39632
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/11349/39632
• Palabra clave: Métodos de optimización combinatoria; Redes de distribución desequilibradas; Selección óptima de conductores; Costos de inversión y operación; Flujo de potencia trifásico; Ingeniería Eléctrica -- Tesis y disertaciones académicas; Optimización de redes de distribución, metaheurísticas y flujo de potencia; Programación no lineal de enteros mixtos y redes trifásicas; Sostenibilidad y eficiencia energética en sistemas eléctricos; Combinatorial optimization methods; Unbalanced distribution networks; Optimal conductor selection; Investment and operating costs; Three-phase power flow
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