Un PSO discreto-continuo para la integración óptima de D-STATCOMs en sistemas de distribución eléctrica considerando la pérdida de energía anual y los costos de inversión
Autores: Grisales-Noreña, Luis Fernando; Montoya, Oscar Danilo; Hernández, Jesús C.; Ramos-Paja, Carlos Andres; Perea-Moreno, Alberto-Jesus
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un PSO discreto-continuo para la integración óptima de D-STATCOMs en sistemas de distribución eléctrica considerando la pérdida de energía anual y los costos de inversión
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Población mundial
Crisis energética
Problemática ambiental
Dispositivos electrónicos de potencia
Compensadores Estáticos de Distribución (D-STATCOMs)
Sistemas de distribución eléctrica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Actualmente, con el rápido aumento de la población mundial, la crisis energética, la problemática ambiental y el desarrollo de dispositivos electrónicos de potencia han generado la necesidad de incluir nuevas tecnologías para apoyar y potenciar los sistemas de distribución eléctrica; los Compensadores Estáticos de Distribución (D-STATCOMs) son ampliamente utilizados para esta tarea debido a las ventajas que esta tecnología presenta: reducción de pérdidas de energía, costos de operación y capacidad de carga de las ramas, entre otros. La posibilidad de incluir este tipo de tecnología dentro del sistema eléctrico ha mostrado la necesidad de desarrollar metodologías eficientes desde el punto de vista de la calidad de la solución, la repetibilidad y los tiempos de procesamiento al considerar los costos de operación e inversión, así como las condiciones técnicas de las redes eléctricas en un escenario de demanda de energía variable y luego representar la operación real de la red eléctrica. Con el objetivo de proponer una solución para este requisito, este artículo presenta un nuevo algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas Discretas-Continuas (DCPSO) para resolver el problema de la integración óptima de D-STATCOMs en los Sistemas de Distribución Eléctrica (EDSs). En este caso, la función objetivo es la minimización de los costos operativos anuales mediante el uso de una función mono-objetivo ponderada compuesta por la pérdida de potencia anual y el costo de inversión e incluyendo todas las restricciones asociadas con la operación de un EDS en un entorno de compensación reactiva distribuida dentro de la formulación matemática. Para evaluar la eficacia y robustez del método de solución propuesto, este estudio implementó dos sistemas de pruebas (es decir, de 33 y 69 buses), así como cuatro métodos de comparación y diferentes consideraciones relacionadas con la inclusión de D-STATCOMs en los EDSs. Además, para evaluar la repetibilidad de la solución obtenida por cada método de solución utilizado, cada algoritmo se ejecutó 100 veces en el software Matlab. Los resultados obtenidos demostraron que la metodología propuesta DCPSO/HSA logró el mejor equilibrio entre la calidad de la solución y el tiempo de procesamiento, con valores bajos de desviación estándar para EDSs de cualquier tamaño.
Descripción
Actualmente, con el rápido aumento de la población mundial, la crisis energética, la problemática ambiental y el desarrollo de dispositivos electrónicos de potencia han generado la necesidad de incluir nuevas tecnologías para apoyar y potenciar los sistemas de distribución eléctrica; los Compensadores Estáticos de Distribución (D-STATCOMs) son ampliamente utilizados para esta tarea debido a las ventajas que esta tecnología presenta: reducción de pérdidas de energía, costos de operación y capacidad de carga de las ramas, entre otros. La posibilidad de incluir este tipo de tecnología dentro del sistema eléctrico ha mostrado la necesidad de desarrollar metodologías eficientes desde el punto de vista de la calidad de la solución, la repetibilidad y los tiempos de procesamiento al considerar los costos de operación e inversión, así como las condiciones técnicas de las redes eléctricas en un escenario de demanda de energía variable y luego representar la operación real de la red eléctrica. Con el objetivo de proponer una solución para este requisito, este artículo presenta un nuevo algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas Discretas-Continuas (DCPSO) para resolver el problema de la integración óptima de D-STATCOMs en los Sistemas de Distribución Eléctrica (EDSs). En este caso, la función objetivo es la minimización de los costos operativos anuales mediante el uso de una función mono-objetivo ponderada compuesta por la pérdida de potencia anual y el costo de inversión e incluyendo todas las restricciones asociadas con la operación de un EDS en un entorno de compensación reactiva distribuida dentro de la formulación matemática. Para evaluar la eficacia y robustez del método de solución propuesto, este estudio implementó dos sistemas de pruebas (es decir, de 33 y 69 buses), así como cuatro métodos de comparación y diferentes consideraciones relacionadas con la inclusión de D-STATCOMs en los EDSs. Además, para evaluar la repetibilidad de la solución obtenida por cada método de solución utilizado, cada algoritmo se ejecutó 100 veces en el software Matlab. Los resultados obtenidos demostraron que la metodología propuesta DCPSO/HSA logró el mejor equilibrio entre la calidad de la solución y el tiempo de procesamiento, con valores bajos de desviación estándar para EDSs de cualquier tamaño.