POWER SYSTEMS OPERATION IMPROVEMENT CONSIDERING LOSS MINIMIZATION AND VOLTAGE STABILITY ENHANCEMENT

The challenge of energy and power losses during electrical energy transmission from generation plants to users is a major problem that cannot be over-emphasized. These Losses are inevitable because they are inherent in the conduction of electrical energy through physical means but can be minimized. This paper presents a VSC-PSO method for optimizing the power system operation by simultaneously minimizing the loss and enhancing the voltage stability which are the objective functions. The optimal power flow (OPF) was performed on IEEE 30-bus system with Newton Raphson algorithm implemented in MATLAB simulation software. The simulation results showed that the VSC-PSO approach performed more excellently with concurrent consideration of line loss reduction and voltage stability improvement when compared with other methods in literatur

Determinación de la compensación reactiva en paralelo en sistemas de transmisión usando resultados de sensibilidad y curvas QV

La mejora de la estabilidad de voltaje es una cuestión importante dentro de la planificación y el funcionamiento del sistema eléctrico de potencia (SEP). En la literatura, existen varias técnicas para determinar la compensación reactiva requerida en un sistema, la cual influye directamente en su estabilidad. El presente documento propone una metodología de evaluación de déficit de potencia reactiva basada en métodos estáticos de estabilidad de voltaje. La operación individual de estos métodos tiene el inconveniente de no otorgar información relevante para tomar decisiones de diseño. Sin embargo, el presente documento solventa aquel inconveniente relacionando dos métodos estáticos para tomar decisiones de diseño de compensación reactiva en paralelo. Se relaciona los métodos estáticos de sensibilidad VQ y curvas QV, con la finalidad de determinar la barra más débil del sistema bajo estudio, y la compensación reactiva en paralelo necesaria para que esta barra opere con un perfil de voltaje de 1.0 [p.u]. La metodología puede ser aplicada a cualquier SEP, y para validarla se la ensaya sobre los sistemas de prueba de 9 y 14 barras de IEEE, sujetos a la contingencia más drástica. La metodología es modelada en Matlab y los resultados se contrastan con los simulados en el software DIgSILENT PowerFactory.Improving voltage stability is an important issue within the planning and operation of the electrical power system (EPS). In the literature, there are several techniques to determine the reactive compensation required in a system, which directly influences its stability. This paper proposes a reactive power deficit assessment methodology based on static voltage stability methods. The individual operation of these methods has the disadvantage of not providing relevant information to make design decisions. However, this document solves that inconvenience by relating two static methods to make reactive compensation design decisions in parallel. The static methods of sensitivity VQ and QV curves are related in order to determine the weakest bus in the system under study, and the parallel reactive compensation necessary for this bus to operate with a voltage profile of 1.0 [p.u]. The methodology can be applied to any EPS, and to validate it is tested on the IEEE 9 and 14 busbar test systems, subject to the most drastic contingency. The methodology is modelled in Matlab and the results are contrasted with those simulated in the DIgSILENT PowerFactory software

Algoritmo de Optimización de Mapeo de Media Varianza Aplicado al Despacho Óptimo de Potencia Reactiva

Introduction: The optimal reactive power dispatch (ORPD) problem consists on finding the optimal settings of several reactive power resources in order to minimize system power losses. The ORPD is a complex combinatorial optimization problem that involves discrete and continuous variables as well as a nonlinear objective function and nonlinear constraints. Objective: This article seeks to compare the performance of the mean-variance mapping optimization (MVMO) algorithm with other techniques reported in the specialized literature applied to the ORPD solution. Methodology: Two different constraint handling approaches are implemented within the MVMO algorithm: a conventional penalization of deviations from feasible solutions and a penalization  by means of  a product of subfunctions that serves to identify both when a solution is optimal and feasible. Several tests are carried out in IEEE benchmark power systems of 30 and 57 buses. Conclusions: The MVMO algorithm is effective in solving the ORPD problem. Results evidence that the MVMO algorithm outperforms or matches the quality of solutions reported by several solution techniques reported in the technical literature. The alternative handling constraint proposed for the MVMO reduces the computation time and guarantees both feasibility and optimality of the solutions found.  Introducción: El problema del despacho óptimo de potencia reactiva (DOPR) consiste en encontrar la configuración óptima de diferentes recursos de potencia reactiva para minimizar las pérdidas de potencia del sistema. El DOPR es un problema complejo de optimización combinatorial que involucra variables discretas y continuas, así como una función objetivo no lineal y restricciones no lineales.   Objetivo: En este artículo se busca comparar el desempeño del algoritmo de optimización de mapeo de media varianza (MVMO, por sus siglas en inglés) con otras técnicas reportadas en la literatura especializada aplicadas a la solución del DOPR. Metodología: En el algoritmo MVMO se aplican dos enfoques diferentes de manejo de restricciones: penalización convencional de las desviaciones de las soluciones factibles y penalización por medio del producto de subfunciones que sirve para identificar cuándo una solución es óptima y factible. Se realizan simulaciones en sistemas de prueba IEEE de 30 y  57 barras. Conclusiones: El algoritmo MVMO es efectivo para solucionar el DOPR. Los resultados evidencian que el algoritmo MVMO supera o iguala a varias técnicas reportadas en la literatura técnica en la calidad de soluciones. El manejo alternativo de restricciones propuesto para el  MVMO  reduce el tiempo de cálculo y garantiza tanto factibilidad como optimalidad de las soluciones encontradas.   &nbsp

Modelado y solución del despacho óptimo reactivo multiperiodo mediante una técnica de optimización metaheurística

RESUMEN: El despacho óptimo de potencia reactiva (DOPR) es un problema clásico de los sistemas de potencia que consiste en la gestión óptima de reactivos, normalmente con el objetivo de reducir pérdidas. Si bien el DOPR ha sido ampliamente estudiado, existen relativamente pocos trabajos que han abordado este problema desde la perspectiva multiperiodo; siendo uno de los principales desafíos el modelado para limitar el número de maniobras de los taps de transformadores y elementos de compensación de potencia reactiva. En este estudio se realiza una revisión exhaustiva de las estrategias empleadas en la literatura técnica para modelar el despacho óptimo de potencia reactiva multiperiodo (DOPRM). Se presenta un modelo matemático con un nuevo manejo alternativo de restricciones, y se realiza una aplicación de una técnica metaheurística conocida como MVMO (Mean Variance Mapping Optimization Algorithm) en los sistemas IEEE 30-bus y IEEE 57-bus. Los resultados muestran la efectividad del modelo matemático en encontrar soluciones de alta calidad, que cumplen las metas planteadas horarias y diarias de maniobras para equipos de compensación reactiva, reducción de pérdidas de potencia activa, límites de tensión en nodos de generación y nodos de carga y límites máximos de los flujos por las líneas de transmisión