Óptimo intercambio de polos en redes de CC bipolares utilizando optimizadores metaheurísticos discretos
Autores: Montoya, Oscar Danilo; Medina-Quesada, Ángeles; Hernández, Jesus C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Óptimo intercambio de polos en redes de CC bipolares utilizando optimizadores metaheurísticos discretos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Bipolar
Redes de CC
Polos
Pérdidas de potencia
Perfiles de voltaje
Optimización combinatoria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Las redes de corriente continua (CC) bipolar son sistemas eléctricos emergentes utilizados para mejorar las capacidades de distribución de las redes de CC monopolar. Estas redes funcionan con polos positivos, negativos y neutros, y pueden transportar el doble de potencia en comparación con las redes de CC monopolar. Las características distintivas de las redes de CC bipolar incluyen la capacidad de manejar cargas bipolares (cargas conectadas entre los polos positivo y negativo) y condiciones de carga desequilibradas, dado que las cargas conectadas al polo positivo y neutro no son necesariamente iguales a las cargas conectadas al polo negativo y neutro. Este desequilibrio de carga deteriora los voltajes en comparación con los polos positivo y negativo, y causa pérdidas de potencia adicionales en comparación con escenarios de operación equilibrados. Esta investigación aborda el problema del intercambio de polos en redes de CC bipolar utilizando métodos de optimización combinatoria con el fin de reducir las pérdidas totales de potencia de la red y mejorar los perfiles de voltaje. Las redes de CC bipolar con un cable neutro no sólidamente conectado compuestas por 21 y 85 nodos son consideradas en las validaciones numéricas. Los métodos combinatorios implementados son el algoritmo genético de Chu y Beasley, el algoritmo seno-coseno y el algoritmo de optimización de agujero negro. Los resultados numéricos en ambas redes de prueba demuestran el efecto positivo del intercambio óptimo de polos en las pérdidas totales de potencia finales y los perfiles de voltaje de la red. Todas las simulaciones se realizaron en el entorno de programación MATLAB utilizando el método de flujo de potencia basado en triángulos, que está destinado para configuraciones de sistemas de distribución radial.
Descripción
Las redes de corriente continua (CC) bipolar son sistemas eléctricos emergentes utilizados para mejorar las capacidades de distribución de las redes de CC monopolar. Estas redes funcionan con polos positivos, negativos y neutros, y pueden transportar el doble de potencia en comparación con las redes de CC monopolar. Las características distintivas de las redes de CC bipolar incluyen la capacidad de manejar cargas bipolares (cargas conectadas entre los polos positivo y negativo) y condiciones de carga desequilibradas, dado que las cargas conectadas al polo positivo y neutro no son necesariamente iguales a las cargas conectadas al polo negativo y neutro. Este desequilibrio de carga deteriora los voltajes en comparación con los polos positivo y negativo, y causa pérdidas de potencia adicionales en comparación con escenarios de operación equilibrados. Esta investigación aborda el problema del intercambio de polos en redes de CC bipolar utilizando métodos de optimización combinatoria con el fin de reducir las pérdidas totales de potencia de la red y mejorar los perfiles de voltaje. Las redes de CC bipolar con un cable neutro no sólidamente conectado compuestas por 21 y 85 nodos son consideradas en las validaciones numéricas. Los métodos combinatorios implementados son el algoritmo genético de Chu y Beasley, el algoritmo seno-coseno y el algoritmo de optimización de agujero negro. Los resultados numéricos en ambas redes de prueba demuestran el efecto positivo del intercambio óptimo de polos en las pérdidas totales de potencia finales y los perfiles de voltaje de la red. Todas las simulaciones se realizaron en el entorno de programación MATLAB utilizando el método de flujo de potencia basado en triángulos, que está destinado para configuraciones de sistemas de distribución radial.