Planeamiento de sistemas secundarios de distribución usando el algoritmo Branch and Bound
El continuo incremento del consumo de energía eléctrica producido por el crecimiento de la población, la industria, el comercio y la expansión de las ciudades ocasiona que las empresas encargadas de prestar el servicio de energía eléctrica garanticen que la solución de este problema se realice de fo...
- Autores:
-
Galeano Ossa, Andrés Alberto
Tapias Isaza, Carlos Javier
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2009
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.utp.edu.co:11059/14535
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/14535
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- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingeniería
Electricidad - Dispositivos de distribución
Sistemas de energía electrica
Producción de energía electrica
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- openAccess
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- Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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El continuo incremento del consumo de energía eléctrica producido por el crecimiento de la población, la industria, el comercio y la expansión de las ciudades ocasiona que las empresas encargadas de prestar el servicio de energía eléctrica garanticen que la solución de este problema se realice de forma coherente, económica y que garantice calidad y confiabilidad a los usuarios. Para resolver este problema se deben considerar diferentes alternativas y planes de expansión. Este proceso se conoce como el planeamiento de sistemas de distribución, el cual tiene como objetivo diseñar estrategias que permitan abastecer la de manda de energía requerida por los abonados, sin incurrir en costos muy elevados para las electrificadoras y siempre verificando que se cumplan unas condiciones impuestas por el funcionamiento de los sistemas eléctricos y por las empresas reguladoras de energía. La planeación de las redes de distribución en la literatura especializada [1, 2, 3] se ha realizado considerando este sistema en dos partes: el sistema primario y el sistema secundario. Pocos trabajos se han desarrollado involucrando ambos sistemas en la planeación de sistemas de distribución. La planeación del sistema primario tiene en cuenta la subestación, los alimentadores primarios y los transformadores de distribución como cargas. El sistema secundario considera los transformadores de distribución, las redes secundarias y los usuarios como cargas. |
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[1] J. L. Bernal Agustin, “Aplicacion de algoritmos geneticos al diseño opti mo de sistemas de distribución de energia electrica,” Ph.D. dissertation, Universidad de Zaragosa„ 1998 [2] A. E. Ramón Gallego, Técnicas de optimización combinatorial, U. T. de Pereira, Ed. Grupo de planeamiento de sistemas eléctricos U.T.P, 2006. [3] R. H. F. Franco, Tecnicas computacionales avanzadas, U. T. de Pereira, Ed. Seminario ,Tecnicas computacionales avanzadas aplicadas al estudio de sistemas elèctricos, 2008. [4] M. Cossi, “Planjamento de redes de distribuição de energia electrica de mèdia e baixa tensao,” Ph.D. dissertation, Univesidad Estadual Paulista, 2008. [5] A. M. E. F. Costa, “Planejamento de redes secundárias de distribuição de energia elétrica,” in XV Congresso Brasileiro de automática, Natal-RN, 2002. [6] E. Yoshimoto, “Planejamento de redes secundárias de distribuição de en ergia elétrica,” Master’s thesis, Universidad Estadual de Capinas, 2003. [7] A. M. Cossi, “Planejamento de cistcuitos secundários de distribuçao usan do algoritmo evolutivo especializado,” Master’s thesis, UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA, 2003. [8] “Planejamento e projecto de circuitos secundários de distribuição de en ergia eléctrica por meio de algoritmo busca tabu,” Master’s thesis, Uni versidade Estadual Paulista, 2006. [9] A. Marroquìn, “Planeamiento de redes secundárias de distribución dusan do un algoritmo de optimización basado en colonia de hormigas,” Master’s thesis, Universidad Tecnologica de Pereira, 2008. [10] R. Adams and M. Laughton., “Optimal planning of power networks using mixed-integer programming,” Proceedings IEE, Proc. IEE,, vol. Vol. 121, No. 2, p. pp. 139 147., 1974. [11] J. Boardman and C. Meckiff., “A branch and bound formulation to elec tricity distribution planning problems,” IEEE trans. power App. Syst,, vol. vol. 104 no. 8„ pp. pp. 2112 2118„ 1985. [12] H. R. Granada M., Gallego R., “Planeamiento de sistemas de distribu ción de energía eléctrica usando branch and bound„” Revista Ingeniería, Universidad Distrital,, vol. Vol. 10, No. 2„ p. pp. 44 50., 2005. [13] R. G. M. Gallego R., Hincapié, “Planeamineto de sunestaciones y alimeta dores en sistemas de distribución usando programación entera,” Scientia et Technica, vol. Año XI, No 27, p. ISSN 0122 1701, 2005. [14] S. C.M, Linear Programming and Network Flows., N. Y. Wiley, Ed. Sher ali H.D, 1983 [15] A. H. E. R. A. Gallego, R. Romero, Optimización en Sistemas Eléctricos I Programación Entera, . edición, Ed. Universidad Tecnológica de Pereira, 2002. [16] ——, Optimización en Sistemas Eléctricos II Programación Entera, . Edi ción, Ed. Universidad Tecnológica de Pereira, 2002. [17] G. R. R. R. Escobar, A., “Planeamiento de sistemas de transmisión de energía eléctrica usando branch and bound con pseudocostos,” Revista Scientia et Técnica, vol. No 20, 2002. [18] H. G. Escobar, A. Serrano, “Planeamiento de sistemas de transmisión de energía eléctrica usando branch and bound con pseudocostos,” in II Congreso Internacional de Ingenierías Eléctrica y Electrónica, Bogota, 2003 [20] Grupo de investigación en planeamiento eléctrico de la Universidad Tec nológica de Pereira. Reducción De Pérdidas Por Etapas En Sistemas De Distribución,, 2006 [19] http://www.mathworks.com/. |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessHincapié Isaza, Ricardo AlbertoGaleano Ossa, Andrés AlbertoTapias Isaza, Carlos Javier2023-02-14T21:34:02Z2023-02-14T21:34:02Z2009https://hdl.handle.net/11059/14535Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEl continuo incremento del consumo de energía eléctrica producido por el crecimiento de la población, la industria, el comercio y la expansión de las ciudades ocasiona que las empresas encargadas de prestar el servicio de energía eléctrica garanticen que la solución de este problema se realice de forma coherente, económica y que garantice calidad y confiabilidad a los usuarios. Para resolver este problema se deben considerar diferentes alternativas y planes de expansión. Este proceso se conoce como el planeamiento de sistemas de distribución, el cual tiene como objetivo diseñar estrategias que permitan abastecer la de manda de energía requerida por los abonados, sin incurrir en costos muy elevados para las electrificadoras y siempre verificando que se cumplan unas condiciones impuestas por el funcionamiento de los sistemas eléctricos y por las empresas reguladoras de energía. La planeación de las redes de distribución en la literatura especializada [1, 2, 3] se ha realizado considerando este sistema en dos partes: el sistema primario y el sistema secundario. Pocos trabajos se han desarrollado involucrando ambos sistemas en la planeación de sistemas de distribución. La planeación del sistema primario tiene en cuenta la subestación, los alimentadores primarios y los transformadores de distribución como cargas. El sistema secundario considera los transformadores de distribución, las redes secundarias y los usuarios como cargas.Índice general 1. Sistemas de distribución 11 1.1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2. Sistemas secundarios de distribución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2.1. Red monofásica trifilar en estrella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2.2. Red trifásica tetrafilar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2.3. Red trifásica tetrafilar en delta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2. Planeación de sistemas secundarios 15 2.1. Revisión bibliográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1.1. COSTA ET AL (2002) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.2. YOSHIMOTO (2003) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.3. COSSI (2005) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.4. SOUZA (2006) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.5. MARROQUIN (2008) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.6. Cuadro comparativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2. Modelamiento matemático del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2.1. Nomenclatura empleada en el modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2. Formulación de la función objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3. Formulación de las restricciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3.1. Ecuaciones de balance nodal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3.2. Capacidad máxima de los elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3.3. Radialidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4 2.2.3.4. Límites de voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.2.3.5. Restricciones adicionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3. Algoritmo Branch and Bound 24 3.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2. Algoritmo Branch and Bound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.1. Inicialización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.2. Prueba de convergencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2.3. Separación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2.4. Acotamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.2.5. Eliminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3. Pseudocosto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4. Selección del próximo problema a resolver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.5. Selección de la variable para separar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4. Aplicación del algoritmo de Branch and Bound 32 4.1. Consideraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.2. Estrategia para encontrar una variable para separación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.3. Estrategia para encontrar el próximo PL a resolver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4. Flujo de carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4.1. Ordenamiento nodal: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4.2. Barrido de corrientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4.3. Barrido de voltajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.5. Criterio de sondaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.6. Diagrama de bloques del algoritmo de Branch and Bound . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5. Aplicación y resultados 36 5.1. SISTEMA I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.2. SISTEMA II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.3. SISTEMA III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.4. Comentarios de los casos de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5 6. Conclusiones y recomendaciones 46 6.1. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 6.2. Recomendaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Bibliografía 48PregradoIngeniero(a) Electricista49 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería EléctricaFacultad de IngenieríasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingenieríaElectricidad - Dispositivos de distribuciónSistemas de energía electricaProducción de energía electricaPlaneamiento de sistemas secundarios de distribución usando el algoritmo Branch and BoundTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis[1] J. L. Bernal Agustin, “Aplicacion de algoritmos geneticos al diseño opti mo de sistemas de distribución de energia electrica,” Ph.D. dissertation, Universidad de Zaragosa„ 1998[2] A. E. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deopen.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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