Un método eficiente para localizar y dimensionar generadores fotovoltaicos en redes de distribución radial utilizando una relajación cónica entera mixta
Autores: Montoya, Oscar Danilo; Ramos-Paja, Carlos Andrés; Grisales-Noreña, Luis Fernando
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un método eficiente para localizar y dimensionar generadores fotovoltaicos en redes de distribución radial utilizando una relajación cónica entera mixta
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Propone
Formulación cónica entera mixta
Unidades de generación fotovoltaica
Redes de distribución de corriente alterna
Modelo de optimización
Optimizadores metaheurísticos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una nueva metodología de solución basada en una formulación cónica de enteros mixtos para localizar y dimensionar unidades de generación fotovoltaica (PV) en redes de distribución de CA con una estructura radial. La función objetivo comprende los costos de energía esperados anuales de la subestación convencional además de los costos de inversión y operación de las fuentes de PV. El modelo de optimización original que representa este problema pertenece a la familia de programación no lineal de enteros mixtos (MINLP); sin embargo, la complejidad de las restricciones de balance de energía dificulta encontrar el óptimo global. Con el fin de mejorar la calidad del modelo de optimización, se propone en esta investigación una formulación cónica de enteros mixtos (MIC) para representar el problema estudiado. Los resultados numéricos en dos alimentadores de prueba compuestos por 33 y 69 nodos demuestran la efectividad del modelo MIC propuesto en comparación con múltiples optimizadores metaheurísticos como el Algoritmo Genético de Chu y Beasley, el Algoritmo Metaheurístico de Newton, el Algoritmo de Búsqueda de Vórtices, el Algoritmo de Optimización Metaheurística Basado en el Gradiente y el Algoritmo de Optimización Aritmética, entre otros. Los resultados finales obtenidos con el modelo MIC muestran mejoras superiores a USD 100,000 por año de operación. Todas las simulaciones se ejecutaron en el entorno de programación MATLAB, utilizando sus propios scripts para todos los algoritmos metaheurísticos y la herramienta convexa disciplinada conocida como CVX con el solucionador Gurobi para resolver el modelo MIC propuesto.
Descripción
Este documento propone una nueva metodología de solución basada en una formulación cónica de enteros mixtos para localizar y dimensionar unidades de generación fotovoltaica (PV) en redes de distribución de CA con una estructura radial. La función objetivo comprende los costos de energía esperados anuales de la subestación convencional además de los costos de inversión y operación de las fuentes de PV. El modelo de optimización original que representa este problema pertenece a la familia de programación no lineal de enteros mixtos (MINLP); sin embargo, la complejidad de las restricciones de balance de energía dificulta encontrar el óptimo global. Con el fin de mejorar la calidad del modelo de optimización, se propone en esta investigación una formulación cónica de enteros mixtos (MIC) para representar el problema estudiado. Los resultados numéricos en dos alimentadores de prueba compuestos por 33 y 69 nodos demuestran la efectividad del modelo MIC propuesto en comparación con múltiples optimizadores metaheurísticos como el Algoritmo Genético de Chu y Beasley, el Algoritmo Metaheurístico de Newton, el Algoritmo de Búsqueda de Vórtices, el Algoritmo de Optimización Metaheurística Basado en el Gradiente y el Algoritmo de Optimización Aritmética, entre otros. Los resultados finales obtenidos con el modelo MIC muestran mejoras superiores a USD 100,000 por año de operación. Todas las simulaciones se ejecutaron en el entorno de programación MATLAB, utilizando sus propios scripts para todos los algoritmos metaheurísticos y la herramienta convexa disciplinada conocida como CVX con el solucionador Gurobi para resolver el modelo MIC propuesto.