Aplicación de la SSA para la compensación óptima de potencia reactiva en distribución radial y en malla utilizando D-STATCOMs
Autores: Mora-Burbano, Javier Andrés; Fonseca-Díaz, Cristian David; Montoya, Oscar Danilo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Aplicación de la SSA para la compensación óptima de potencia reactiva en distribución radial y en malla utilizando D-STATCOMs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Problema
D-STATCOMs
Optimización
Flujo de potencia
Costos
Enfoque maestro-esclavo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre el problema relacionado con la ubicación y dimensionamiento óptimos de los compensadores estáticos de distribución (D-STATCOMs) en redes de distribución radiales y en malla. Estas redes consideran cargas industriales, residenciales y comerciales dentro de un escenario de operación diario. El problema óptimo de compensación de flujo de potencia reactiva se formula a través de un modelo de programación no lineal entera mixta (MINLP). La función objetivo está asociada con la minimización de los costos esperados de pérdidas de energía durante un año de operación considerando los costos de inversión de los D-STATCOMs. Para resolver el modelo MINLP, se propone la aplicación de un enfoque de optimización maestro-esclavo, que combina el algoritmo de enjambre de salpas (SSA) en la etapa maestra y el método de flujo de potencia hacia atrás/adelante matricial en la etapa esclava. La etapa maestra se encarga de definir la ubicación nodal óptima y los tamaños de los D-STATCOMs, mientras que la etapa esclava se ocupa de la solución de flujo de potencia para determinar los costos esperados de pérdidas de energía anuales para cada combinación de nodos y tamaños de los D-STATCOMs proporcionados por el SSA. Para validar la efectividad del optimizador maestro-esclavo propuesto, se seleccionó la red de 33 buses de IEEE como un alimentador de prueba. Se realizaron comparaciones numéricas con la solución exacta del modelo MINLP con diferentes solucionadores en el sistema general de modelado algebraico (GAMS). Todas las simulaciones del enfoque maestro-esclavo se implementaron en el entorno de programación MATLAB (versión 2021b). Los resultados numéricos mostraron que el SSA puede proporcionar múltiples soluciones posibles para el problema estudiado, con pequeñas variaciones en la función objetivo final, lo que hace que el enfoque propuesto sea una herramienta eficiente para la toma de decisiones en empresas de distribución.
Descripción
Este documento trata sobre el problema relacionado con la ubicación y dimensionamiento óptimos de los compensadores estáticos de distribución (D-STATCOMs) en redes de distribución radiales y en malla. Estas redes consideran cargas industriales, residenciales y comerciales dentro de un escenario de operación diario. El problema óptimo de compensación de flujo de potencia reactiva se formula a través de un modelo de programación no lineal entera mixta (MINLP). La función objetivo está asociada con la minimización de los costos esperados de pérdidas de energía durante un año de operación considerando los costos de inversión de los D-STATCOMs. Para resolver el modelo MINLP, se propone la aplicación de un enfoque de optimización maestro-esclavo, que combina el algoritmo de enjambre de salpas (SSA) en la etapa maestra y el método de flujo de potencia hacia atrás/adelante matricial en la etapa esclava. La etapa maestra se encarga de definir la ubicación nodal óptima y los tamaños de los D-STATCOMs, mientras que la etapa esclava se ocupa de la solución de flujo de potencia para determinar los costos esperados de pérdidas de energía anuales para cada combinación de nodos y tamaños de los D-STATCOMs proporcionados por el SSA. Para validar la efectividad del optimizador maestro-esclavo propuesto, se seleccionó la red de 33 buses de IEEE como un alimentador de prueba. Se realizaron comparaciones numéricas con la solución exacta del modelo MINLP con diferentes solucionadores en el sistema general de modelado algebraico (GAMS). Todas las simulaciones del enfoque maestro-esclavo se implementaron en el entorno de programación MATLAB (versión 2021b). Los resultados numéricos mostraron que el SSA puede proporcionar múltiples soluciones posibles para el problema estudiado, con pequeñas variaciones en la función objetivo final, lo que hace que el enfoque propuesto sea una herramienta eficiente para la toma de decisiones en empresas de distribución.