Localización y dimensionamiento óptimo de bancos de condensadores fijos en redes de distribución eléctrica con un enfoque de optimización estocástica
Este estudio se adentra en la problemática asociada a la determinación optima de la ubicación y dimensionamiento de condensadores fijos en redes de distribución con configuración radial. Donde se emplea un enfoque estocástico entero-mixto convexo para abordar la eficacia de los bancos de condensador...
- Autores:
-
Zuleta Garcés, Cristian Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
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- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/15153
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- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicada
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Este estudio se adentra en la problemática asociada a la determinación optima de la ubicación y dimensionamiento de condensadores fijos en redes de distribución con configuración radial. Donde se emplea un enfoque estocástico entero-mixto convexo para abordar la eficacia de los bancos de condensadores, una solución común y preferida para mitigar las pérdidas de energía en redes eléctricas de distribución, dadas sus ventajas en términos de rentabilidad y bajos requerimientos de mantenimiento. El modelo estocástico propuesto se basa en un enfoque de optimización de flujo de ramas, el cual incorpora tres condiciones distintas de generación de carga. Esta metodología se adopta para capturar la naturaleza estocástica intrínseca a los sistemas de distribución, considerando diversas situaciones operativas que pueden surgir. |
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(2022). Resolución creg 119 de 21 de diciembre de 2007. Abdelaziz, A., Ali, E., & Abd Elazim, S. (2016). Optimal sizing and locations of capacitors in radial distribution systems via flower pollination optimization algorithm and power loss index. Engineering Science and Technology, an International Journal, 19(1), 610–618. Águila, A., Ortiz, L., Orizondo, R., & López, G. (2021). Optimal location and dimensioning of capacitors in microgrids using a multicriteria decision algorithm. Heliyon, 7(9). Chedid, R. & Sawwas, A. (2019). Optimal placement and sizing of photovoltaics and battery storage in distribution networks. Energy Storage, 1(4), e46. Dhivya, S. (2020). Demand side management studies on distributed energy resources: A survey. Transactions on Energy Systems and Engineering Applications, 1, 1–17. Farivar, M. & Low, S. H. (2013). Branch flow model: Relaxations and convexification—part i. IEEE Transactions on Power Systems, 28(3), 2554–2564. Gallego, R. A., Monticelli, A. 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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 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorización es original y la realicé (realizamos) sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, mi (nuestra) OBRA es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARAGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la OBRA en cuestión, El (los) Autor(es), asumirá (n) toda la responsabilidad, y saldrá (n) en defensa de los derechos aquí autorizados. Para todos los efectos La Universidad actúa como un tercero de buena fe. Manifiesto (manifestamos) que soy (somos) conocedor (es) del alcance mundial de la publicación de mi (nuestra) obra en internet y específicamente en el Repositorio Institucional. Manifiesto (manifestamos) que mi (nuestra) OBRA no está limitada ni protegida por ningún acuerdo de confidencialidad, no es un secreto industrial, no es una invención patentable y no cuenta con ningún otro tipo de restricción para su publicación. Acepto (aceptamos) que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto, renuncio (renunciamos) a recibir pago alguno por su distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente licencia. Autorizo (autorizamos) a la Universidad Tecnológica de Pereira para incluir la presente OBRA en los índices y buscadores que la Universidad estime convenientes para su visibilidad. Acepto (aceptamos) que la Universidad Tecnológica de Pereira convierta el documento en cualquier medio o formato para su preservación digital. En constancia de lo anterior, autorizo (autorizamos) publicar mi (nuestra) OBRA bajo las Licencias Creative Commons 4.0 (cuyo texto se puede consultar en: http://creativecommons.org/licenses/): Se autoriza el uso comercial de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ Se autorizan modificaciones de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ “Los derechos de autor recaen sobre las obras científicas, literarias y artísticas en las cuales se comprenden las creaciones del espíritu en el campo científico, literario y artístico, cualquiera que sea el modo o forma de expresión y cualquiera que sea su destinación, tales como: los libros, folletos y otros escritos; las conferencias, alocuciones, sermones y otras obras de la misma naturaleza; las obras dramáticas o dramático-musicales; las obras coreográficas y las pantomimas; las composiciones musicales con letra o sin ella; las obras cinematográficas, a las cuales se asimilan las obras expresadas por procedimiento análogo a la cinematografía, inclusive los videogramas, las obras de dibujo, pintura, arquitectura, escultura, grabado, litografía; las obras fotográficas a las cuales se asimilan las expresas por procedimiento análogo o la fotografía; las obras de artes plásticas; las ilustraciones, mapas, planos, croquis y obras plásticas relativas a la geografía, a la topografía a la arquitectura o a las ciencias, en fin, toda producción del dominio científico, literario o artístico que puedan producirse o definirse por cualquier forma de impresión o de reproducción, por fonografía, radiotelefonía o cualquier otro medio conocido o por conocer”. (Artículo 2 de la ley 23 de 1982).https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessGil González, Walter JuliánHerrera Orozco, Andrés RicardoZuleta Garcés, Cristian Camilo2024-06-13T16:21:35Z2024-06-13T16:21:35Z2024https://hdl.handle.net/11059/15153Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEste estudio se adentra en la problemática asociada a la determinación optima de la ubicación y dimensionamiento de condensadores fijos en redes de distribución con configuración radial. Donde se emplea un enfoque estocástico entero-mixto convexo para abordar la eficacia de los bancos de condensadores, una solución común y preferida para mitigar las pérdidas de energía en redes eléctricas de distribución, dadas sus ventajas en términos de rentabilidad y bajos requerimientos de mantenimiento. El modelo estocástico propuesto se basa en un enfoque de optimización de flujo de ramas, el cual incorpora tres condiciones distintas de generación de carga. Esta metodología se adopta para capturar la naturaleza estocástica intrínseca a los sistemas de distribución, considerando diversas situaciones operativas que pueden surgir.This study delves into the problems associated with th e optimal determination of the location and dimensioning of fixed capacitors in distribution networks with radial configuration . Where a convex integer mixed stochastic approach is employed to address the efficiency of capacitor banks, a common and preferred solution to mitigati ng power losses in distribution grids given its advantages in terms of profitability a nd low mainten ance requirements. The proposed stochastic model is based on a branch flow optimization approach, which incorporates three different load generation conditions. This methodology is adopted to capture the stochastic nature intrinsic to distribution systems, cons idering various operational situations that may arise.Índice general 7 Índice de tablas 8 Índice de figuras 9 1. Introducción 10 1.1. Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3.2. Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4. Estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2. Modelizado 17 2.1. Función objetivo del modelo de optimización . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2. Restricciones del modelo de optimización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. Método propuesto 21 3.1. Modelo estocástico de flujo de ramas entero - mixto . . . . . . . . . . . . . . 23 4. Sistema de prueba 25 4.1. Sistema de prueba de 33 nodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.2. Sistema de prueba de 69 nodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.3. Sistema de prueba de 85 nodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.4. Escenario carga-generación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5. Resultados numéricos 35 5.1. Resultados del Primer Caso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.2. Resultados del Segundo Caso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.3. Resultados del Tercer Caso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6. Conclusiones 40PregradoIngeniero(a) Electricista46 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería EléctricaFacultad de IngenieríasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicadaDistribución de energía eléctricaCondensadores eléctricosEficiencia energéticaBanco de condensadoresRedes de distribución eléctricaEnergía renovableFunción objetivoPerdidasCostosPotencia reactivaMATLABMINLPFlujo de potenciaEuclidianaConvexaModelo estocásticoEntero-MixtoLocalización y dimensionamiento óptimo de bancos de condensadores fijos en redes de distribución eléctrica con un enfoque de optimización estocásticaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis(2022). Resolución creg 119 de 21 de diciembre de 2007. Abdelaziz, A., Ali, E., & Abd Elazim, S. (2016). Optimal sizing and locations of capacitors in radial distribution systems via flower pollination optimization algorithm and power loss index. Engineering Science and Technology, an International Journal, 19(1), 610–618.Águila, A., Ortiz, L., Orizondo, R., & López, G. (2021). Optimal location and dimensioning of capacitors in microgrids using a multicriteria decision algorithm. Heliyon, 7(9).Chedid, R. & Sawwas, A. (2019). Optimal placement and sizing of photovoltaics and battery storage in distribution networks. Energy Storage, 1(4), e46.Dhivya, S. (2020). Demand side management studies on distributed energy resources: A survey. Transactions on Energy Systems and Engineering Applications, 1, 1–17.Farivar, M. & Low, S. H. (2013). Branch flow model: Relaxations and convexification—part i. IEEE Transactions on Power Systems, 28(3), 2554–2564.Gallego, R. A., Monticelli, A. J., & Romero, R. (2001). Optimal capacitor placement in radial distribution networks. 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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 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorización es original y la realicé (realizamos) sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, mi (nuestra) OBRA es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARAGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la OBRA en cuestión, El (los) Autor(es), asumirá (n) toda la responsabilidad, y saldrá (n) en defensa de los derechos aquí autorizados. Para todos los efectos La Universidad actúa como un tercero de buena fe. Manifiesto (manifestamos) que soy (somos) conocedor (es) del alcance mundial de la publicación de mi (nuestra) obra en internet y específicamente en el Repositorio Institucional. Manifiesto (manifestamos) que mi (nuestra) OBRA no está limitada ni protegida por ningún acuerdo de confidencialidad, no es un secreto industrial, no es una invención patentable y no cuenta con ningún otro tipo de restricción para su publicación. Acepto (aceptamos) que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto, renuncio (renunciamos) a recibir pago alguno por su distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente licencia. Autorizo (autorizamos) a la Universidad Tecnológica de Pereira para incluir la presente OBRA en los índices y buscadores que la Universidad estime convenientes para su visibilidad. 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En constancia de lo anterior, autorizo (autorizamos) publicar mi (nuestra) OBRA bajo las Licencias Creative Commons 4.0 (cuyo texto se puede consultar en: http://creativecommons.org/licenses/): Se autoriza el uso comercial de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ Se autorizan modificaciones de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ “Los derechos de autor recaen sobre las obras científicas, literarias y artísticas en las cuales se comprenden las creaciones del espíritu en el campo científico, literario y artístico, cualquiera que sea el modo o forma de expresión y cualquiera que sea su destinación, tales como: los libros, folletos y otros escritos; las conferencias, alocuciones, sermones y otras obras de la misma naturaleza; las obras dramáticas o dramático-musicales; las obras coreográficas y las pantomimas; las composiciones musicales con letra o sin ella; las obras cinematográficas, a las cuales se asimilan las obras expresadas por procedimiento análogo a la cinematografía, inclusive los videogramas, las obras de dibujo, pintura, arquitectura, escultura, grabado, litografía; las obras fotográficas a las cuales se asimilan las expresas por procedimiento análogo o la fotografía; las obras de artes plásticas; las ilustraciones, mapas, planos, croquis y obras plásticas relativas a la geografía, a la topografía a la arquitectura o a las ciencias, en fin, toda producción del dominio científico, literario o artístico que puedan producirse o definirse por cualquier forma de impresión o de reproducción, por fonografía, radiotelefonía o cualquier otro medio conocido o por conocer”. (Artículo 2 de la ley 23 de 1982).open.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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