Un estudio comparativo sobre métodos de flujo de potencia para redes de corriente continua considerando el tiempo de procesamiento y errores de convergencia numérica
Autores: Grisales-Noreña, Luis Fernando; Montoya, Oscar Danilo; Gil-González, Walter Julian; Perea-Moreno, Alberto-Jesus; Perea-Moreno, Miguel-Angel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un estudio comparativo sobre métodos de flujo de potencia para redes de corriente continua considerando el tiempo de procesamiento y errores de convergencia numérica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estudio
Convergencia numérica
Tiempo de procesamiento
Problema de flujo de potencia
Redes de corriente continua
Métodos de solución
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio analiza la convergencia numérica y el tiempo de procesamiento requerido por varios métodos de solución clásicos y nuevos propuestos en la literatura para resolver el problema de flujo de potencia (PF) en redes de corriente continua (CC) considerando topologías radiales y en malla. Tres métodos numéricos clásicos fueron estudiados: Gauss-Jacobi, Gauss-Seidel y Newton-Raphson. Además, se seleccionaron dos métodos no convencionales. Son iterativos y permiten resolver el PF de CC en configuraciones radiales y en malla. El primer método utiliza una expansión en series de Taylor y un conjunto de ecuaciones de desacoplamiento para linealizar en torno al punto de operación deseado. El segundo método manipula el conjunto de ecuaciones no lineales del PF de CC para transformarlo en una forma de punto fijo convencional. Además, este método se utiliza para desarrollar una metodología de aproximación sucesiva. Para el caso particular de la topología radial, se analizaron tres métodos basados en formulación de matriz triangular, teoría de grafos y algoritmos de escaneo. El objetivo principal de este estudio fue identificar los métodos con el mejor rendimiento en términos de calidad de solución (es decir, convergencia numérica) y tiempo de procesamiento para resolver el flujo de potencia de CC en redes de distribución en malla y radial. Nuestro objetivo fue ofrecer al lector un conjunto de metodologías de PF para analizar redes eléctricas de CC. El rendimiento del PF de los métodos de solución analizados fue evaluado a través de seis alimentadores de prueba; todos ellos fueron utilizados en estudios previos para la misma aplicación. Los resultados de la simulación muestran el rendimiento adecuado de los métodos de flujo de potencia revisados en este estudio, y permiten la selección del mejor método de solución para estructuras radiales y en malla.
Descripción
Este estudio analiza la convergencia numérica y el tiempo de procesamiento requerido por varios métodos de solución clásicos y nuevos propuestos en la literatura para resolver el problema de flujo de potencia (PF) en redes de corriente continua (CC) considerando topologías radiales y en malla. Tres métodos numéricos clásicos fueron estudiados: Gauss-Jacobi, Gauss-Seidel y Newton-Raphson. Además, se seleccionaron dos métodos no convencionales. Son iterativos y permiten resolver el PF de CC en configuraciones radiales y en malla. El primer método utiliza una expansión en series de Taylor y un conjunto de ecuaciones de desacoplamiento para linealizar en torno al punto de operación deseado. El segundo método manipula el conjunto de ecuaciones no lineales del PF de CC para transformarlo en una forma de punto fijo convencional. Además, este método se utiliza para desarrollar una metodología de aproximación sucesiva. Para el caso particular de la topología radial, se analizaron tres métodos basados en formulación de matriz triangular, teoría de grafos y algoritmos de escaneo. El objetivo principal de este estudio fue identificar los métodos con el mejor rendimiento en términos de calidad de solución (es decir, convergencia numérica) y tiempo de procesamiento para resolver el flujo de potencia de CC en redes de distribución en malla y radial. Nuestro objetivo fue ofrecer al lector un conjunto de metodologías de PF para analizar redes eléctricas de CC. El rendimiento del PF de los métodos de solución analizados fue evaluado a través de seis alimentadores de prueba; todos ellos fueron utilizados en estudios previos para la misma aplicación. Los resultados de la simulación muestran el rendimiento adecuado de los métodos de flujo de potencia revisados en este estudio, y permiten la selección del mejor método de solución para estructuras radiales y en malla.