Un enfoque de dos etapas para localizar y dimensionar fuentes de energía fotovoltaica en redes de distribución para minimizar los costos operativos anuales de la red
Autores: Montoya, Oscar Danilo; Rivas-Trujillo, Edwin; Hernández, Jesus C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un enfoque de dos etapas para localizar y dimensionar fuentes de energía fotovoltaica en redes de distribución para minimizar los costos operativos anuales de la red
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Metodología
Energía solar fotovoltaica
Optimización
Redes de distribución
Resultados numéricos
MATLAB
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este documento contribuye con una nueva metodología de optimización de dos etapas para resolver el problema de la ubicación y dimensionamiento óptimos de unidades de generación solar fotovoltaica (PV) en redes de distribución de media tensión. El problema de optimización se formula con un modelo de programación no lineal entera mixta (MINLP), donde se combinan variables binarias relacionadas con los nodos donde se ubicarán los generadores de PV y variables continuas asociadas con la solución del flujo de potencia. Para resolver el modelo MINLP se utiliza una metodología desacoplada donde el problema binario se resuelve primero con una aproximación cuadrática entera mixta; y una vez que se conocen los nodos donde se ubicarán las fuentes de PV, el problema de dimensionamiento de los generadores de PV se resuelve en segundo lugar a través de un método de punto interior aplicado a la formulación clásica de flujo de potencia multiperíodo. Los resultados numéricos en los sistemas de 33 buses y 85 buses de IEEE demuestran que el enfoque propuesto mejora los resultados actuales de la literatura alcanzados con métodos combinatorios como el algoritmo genético de Chu y Beasley, el algoritmo de búsqueda de vórtices, el algoritmo metaheurístico de Newton, así como la solución exacta del modelo MINLP con el software GAMS y el solucionador BONMIN. Todas las simulaciones numéricas se implementan en el entorno de programación MATLAB y los modelos equivalentes convexos se resuelven con la herramienta CVX.
Descripción
Este documento contribuye con una nueva metodología de optimización de dos etapas para resolver el problema de la ubicación y dimensionamiento óptimos de unidades de generación solar fotovoltaica (PV) en redes de distribución de media tensión. El problema de optimización se formula con un modelo de programación no lineal entera mixta (MINLP), donde se combinan variables binarias relacionadas con los nodos donde se ubicarán los generadores de PV y variables continuas asociadas con la solución del flujo de potencia. Para resolver el modelo MINLP se utiliza una metodología desacoplada donde el problema binario se resuelve primero con una aproximación cuadrática entera mixta; y una vez que se conocen los nodos donde se ubicarán las fuentes de PV, el problema de dimensionamiento de los generadores de PV se resuelve en segundo lugar a través de un método de punto interior aplicado a la formulación clásica de flujo de potencia multiperíodo. Los resultados numéricos en los sistemas de 33 buses y 85 buses de IEEE demuestran que el enfoque propuesto mejora los resultados actuales de la literatura alcanzados con métodos combinatorios como el algoritmo genético de Chu y Beasley, el algoritmo de búsqueda de vórtices, el algoritmo metaheurístico de Newton, así como la solución exacta del modelo MINLP con el software GAMS y el solucionador BONMIN. Todas las simulaciones numéricas se implementan en el entorno de programación MATLAB y los modelos equivalentes convexos se resuelven con la herramienta CVX.