Asignación y Dimensionamiento Óptimos de Subestaciones Eléctricas Utilizando un Algoritmo Mejorado de Viuda Negra
Autores: Valim, Nathan de Oliveira; Donadel, Clainer Bravin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Asignación y Dimensionamiento Óptimos de Subestaciones Eléctricas Utilizando un Algoritmo Mejorado de Viuda Negra
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Asignación
Dimensionamiento
Subestaciones eléctricas
Algoritmo de Viuda Negra
Optimización
Centros de carga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La asignación y dimensionamiento de las subestaciones eléctricas son críticos para la planificación y expansión eficiente de las redes de distribución. Este estudio presenta la aplicación de un Algoritmo de Viuda Negra (BWA) mejorado para resolver este complejo problema, considerando múltiples variables y restricciones. El BWA, inspirado en el comportamiento reproductivo de las viudas negras, se empleó para optimizar la ubicación y el dimensionamiento de nuevas subestaciones y la conexión de centros de carga. Se evaluaron dos métodos de mutación: la mutación original del BWA y una mutación inspirada en algoritmos genéticos incorporada en el algoritmo BWA (mutación GA). Se probaron cuatro escenarios con diferentes distribuciones de centros de carga para evaluar la adaptabilidad y el rendimiento del algoritmo. Los resultados mostraron que la mutación GA superó consistentemente a la mutación original en escenarios más complejos, reduciendo los costos totales en hasta un 14.75%. La mutación GA propuesta permitió una mayor flexibilidad para escapar de óptimos locales, lo que llevó a soluciones mejoradas en escenarios que involucraban numerosos nuevos centros de carga. Además, aumentar el número de generaciones y viudas negras mejoró la convergencia y la estabilidad de la solución, particularmente en casos desafiantes. Este estudio demuestra la viabilidad de utilizar el BWA mejorado para aplicaciones del mundo real, ofreciendo una herramienta valiosa para la planificación de la distribución eléctrica.
Descripción
La asignación y dimensionamiento de las subestaciones eléctricas son críticos para la planificación y expansión eficiente de las redes de distribución. Este estudio presenta la aplicación de un Algoritmo de Viuda Negra (BWA) mejorado para resolver este complejo problema, considerando múltiples variables y restricciones. El BWA, inspirado en el comportamiento reproductivo de las viudas negras, se empleó para optimizar la ubicación y el dimensionamiento de nuevas subestaciones y la conexión de centros de carga. Se evaluaron dos métodos de mutación: la mutación original del BWA y una mutación inspirada en algoritmos genéticos incorporada en el algoritmo BWA (mutación GA). Se probaron cuatro escenarios con diferentes distribuciones de centros de carga para evaluar la adaptabilidad y el rendimiento del algoritmo. Los resultados mostraron que la mutación GA superó consistentemente a la mutación original en escenarios más complejos, reduciendo los costos totales en hasta un 14.75%. La mutación GA propuesta permitió una mayor flexibilidad para escapar de óptimos locales, lo que llevó a soluciones mejoradas en escenarios que involucraban numerosos nuevos centros de carga. Además, aumentar el número de generaciones y viudas negras mejoró la convergencia y la estabilidad de la solución, particularmente en casos desafiantes. Este estudio demuestra la viabilidad de utilizar el BWA mejorado para aplicaciones del mundo real, ofreciendo una herramienta valiosa para la planificación de la distribución eléctrica.