Optimal siting and sizing of FACTS in distribution networks using the black widow algorithm
Autores: Santamaria-Henao, Nicolas; Montoya, Oscar Danilo; Trujillo-Rodríguez, César Leonardo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimal siting and sizing of FACTS in distribution networks using the black widow algorithm
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Colocación óptima
Dimensionamiento
FACTS
UPFC
TCSC
SVC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El problema relativo a la ubicación óptima y dimensionamiento de diferentes FACTS (sistemas de transmisión de corriente alterna flexible) en redes de distribución eléctrica es abordado en esta investigación aplicando un enfoque de optimización maestro-esclavo. Los FACTS analizados corresponden al controlador unificado de flujo de potencia (UPFC), al compensador de derivación controlado por tiristores (TCSC, también conocido como TSC) y al compensador estático de potencia reactiva (SVC). La etapa maestra se encarga de definir la ubicación y tamaño de cada dispositivo FACTS utilizando una codificación híbrida discreta-continua a través de la aplicación del enfoque de optimización de la viuda negra (BWO). La etapa esclava corresponde al método de flujo de potencia por aproximaciones sucesivas basado en la formulación de la red de admitancias, lo que permite determinar los costos esperados de las pérdidas de energía para un período de operación de un año. Los resultados numéricos en las redes de 33, 69 y 85 buses de IEEE demuestran que el mejor dispositivo FACTS para ubicar en redes de distribución es el SVC, dado que, en comparación con el UPFC y el TCSC, permite la mejor reducción posible en la inversión anual equivalente y el costo operativo. Un análisis comparativo con el software del Sistema General de Modelado Algebraico, con el objetivo de resolver el modelo exacto de programación no lineal mixta, demostró la efectividad del enfoque BWO propuesto para determinar la mejor ubicación y tamaño para los FACTS en redes de distribución radial. Reducciones de aproximadamente y con respecto a los casos de referencia confirmaron que el SVC es la mejor opción para la compensación de potencia reactiva en redes de distribución.
Descripción
El problema relativo a la ubicación óptima y dimensionamiento de diferentes FACTS (sistemas de transmisión de corriente alterna flexible) en redes de distribución eléctrica es abordado en esta investigación aplicando un enfoque de optimización maestro-esclavo. Los FACTS analizados corresponden al controlador unificado de flujo de potencia (UPFC), al compensador de derivación controlado por tiristores (TCSC, también conocido como TSC) y al compensador estático de potencia reactiva (SVC). La etapa maestra se encarga de definir la ubicación y tamaño de cada dispositivo FACTS utilizando una codificación híbrida discreta-continua a través de la aplicación del enfoque de optimización de la viuda negra (BWO). La etapa esclava corresponde al método de flujo de potencia por aproximaciones sucesivas basado en la formulación de la red de admitancias, lo que permite determinar los costos esperados de las pérdidas de energía para un período de operación de un año. Los resultados numéricos en las redes de 33, 69 y 85 buses de IEEE demuestran que el mejor dispositivo FACTS para ubicar en redes de distribución es el SVC, dado que, en comparación con el UPFC y el TCSC, permite la mejor reducción posible en la inversión anual equivalente y el costo operativo. Un análisis comparativo con el software del Sistema General de Modelado Algebraico, con el objetivo de resolver el modelo exacto de programación no lineal mixta, demostró la efectividad del enfoque BWO propuesto para determinar la mejor ubicación y tamaño para los FACTS en redes de distribución radial. Reducciones de aproximadamente y con respecto a los casos de referencia confirmaron que el SVC es la mejor opción para la compensación de potencia reactiva en redes de distribución.