Programación óptima de generadores fotovoltaicos en redes de corriente continua bipolares asimétricas utilizando una aproximación convexa cuadrática recursiva robusta
Autores: Montoya, Oscar Danilo; Gil-González, Walter; Hernández, Jesus C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Programación óptima de generadores fotovoltaicos en redes de corriente continua bipolares asimétricas utilizando una aproximación convexa cuadrática recursiva robusta
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Modelo propuesto
Forma recursiva
Generadores de PV
Validaciones numéricas
Entorno de programación MATLAB
Métodos de optimización combinatoria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un modelo convexo cuadrático robusto para la programación óptima de generadores fotovoltaicos en redes de corriente continua bipolares desbalanceadas. El modelo propuesto se basa en la expansión en serie de Taylor, que relaja la relación hiperbólica entre los terminales de potencia constante y los perfiles de voltaje. Además, el modelo propuesto se resuelve en forma recursiva para reducir el error generado por las relajaciones asumidas. Adicionalmente, se consideran las incertidumbres en los generadores fotovoltaicos para evaluar la efectividad del convexo recursivo propuesto. Se probaron varios escenarios propuestos para las validaciones numéricas en un sistema de prueba modificado de 21 buses para validar el rendimiento del modelo convexo robusto. Todas las simulaciones se llevaron a cabo en el entorno de programación MATLAB utilizando Yalmip y el solucionador Gurobi. Inicialmente, se realizó un análisis comparativo con tres métodos de optimización combinatoria bajo tres escenarios de generación fotovoltaica. Estos escenarios consideran niveles de 0, 50 y 100% de capacidad de los sistemas fotovoltaicos. Los resultados demuestran la efectividad del modelo convexo resuelto recursivamente propuesto, que siempre alcanza el óptimo global para los tres niveles de capacidad de los generadores fotovoltaicos, con soluciones de kW, kW y kW para el 0%, 50% y 100% de la capacidad nominal fotovoltaica, respectivamente. En contraste, los métodos de optimización combinatoria no siempre alcanzan estas soluciones. Además, la pérdida de potencia para el modelo robusto es comparable al modelo determinista, aumentando en un 1.65% en comparación con el modelo determinista.
Descripción
Este documento presenta un modelo convexo cuadrático robusto para la programación óptima de generadores fotovoltaicos en redes de corriente continua bipolares desbalanceadas. El modelo propuesto se basa en la expansión en serie de Taylor, que relaja la relación hiperbólica entre los terminales de potencia constante y los perfiles de voltaje. Además, el modelo propuesto se resuelve en forma recursiva para reducir el error generado por las relajaciones asumidas. Adicionalmente, se consideran las incertidumbres en los generadores fotovoltaicos para evaluar la efectividad del convexo recursivo propuesto. Se probaron varios escenarios propuestos para las validaciones numéricas en un sistema de prueba modificado de 21 buses para validar el rendimiento del modelo convexo robusto. Todas las simulaciones se llevaron a cabo en el entorno de programación MATLAB utilizando Yalmip y el solucionador Gurobi. Inicialmente, se realizó un análisis comparativo con tres métodos de optimización combinatoria bajo tres escenarios de generación fotovoltaica. Estos escenarios consideran niveles de 0, 50 y 100% de capacidad de los sistemas fotovoltaicos. Los resultados demuestran la efectividad del modelo convexo resuelto recursivamente propuesto, que siempre alcanza el óptimo global para los tres niveles de capacidad de los generadores fotovoltaicos, con soluciones de kW, kW y kW para el 0%, 50% y 100% de la capacidad nominal fotovoltaica, respectivamente. En contraste, los métodos de optimización combinatoria no siempre alcanzan estas soluciones. Además, la pérdida de potencia para el modelo robusto es comparable al modelo determinista, aumentando en un 1.65% en comparación con el modelo determinista.