Planificación óptima de sistemas secundarios de distribución considerando fuentes renovables y de almacenamiento: un enfoque de gestión energética

This study focuses on the optimal planning of secondary power distribution systems considering distributed renewable generators (DG) and energy storage systems (ESS) to minimize expansion costs. The methodology solves a mixed integer non-linear mathematical model that describes the planning problem, including the operating and technical aspects of the secondary power distribution system. Such methodology uses an iterated local search algorithm and a two-stage load flow decomposition method to solve said problem. The two-stage load flow decomposition method finds the optimal operation of the storage devices and the low-voltage distribution system for each solution proposed by the iterated local search algorithm; thus, optimal energy management is achieved for the best solution. The proposed methodology was tested on a real medium-sized secondary power distribution system to establish its effectiveness. The results obtained show a reduction of 51.97 % in the total energy purchase cost of the system and a decrease of 3.02 % in the installation costs of the secondary circuits and distribution transformers when DG and ESS are considered. In conclusion, the results show that the integration of these distributed energy resources into the distribution system planning problem increases the profits of distribution companies from energy purchase and sale and reduces their fixed costs.Esta investigación se centró en la planificación óptima de los sistemas de distribución secundaria teniendo en cuenta los generadores renovables distribuidos (DG) y los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) para minimizar los costos de expansión del proyecto. La metodología resuelve un modelo matemático no lineal entero mixto que describe el problema de planificación, incluyendo los aspectos operativos y técnicos del sistema de distribución secundario. Esta metodología utiliza un algoritmo de búsqueda local iterada y un flujo de carga de descomposición en dos etapas para resolver el problema. El flujo de carga de descomposición en dos etapas encuentra el funcionamiento óptimo de los dispositivos de almacenamiento y del sistema de distribución de baja tensión para cada solución propuesta por el algoritmo de búsqueda local iterada; así, se consigue una gestión óptima de la energía para la mejor solución. La metodología propuesta se probó en un sistema de distribución de dimensiones reales para verificar su efectividad. Los resultados obtenidos mostraron una reducción del 51.97 % en el coste total de compra de energía del sistema, y una disminución del 3.02 % en los de instalación de los circuitos secundarios y transformadores de distribución cuando se consideran los DG y los ESS. En conclusión, los resultados evidencian que la integración de estos recursos energéticos distribuidos en el problema de planificación de los sistemas de distribución aumenta los beneficios de las empresas de distribución por la compra y venta de energía, además de reducir sus costos fijos

Planeamiento de la expansión de sistemas de transmisión considerando incertidumbre en la demanda y la generación

En este artículo se presentan los resultados que se obtienen al solucionar el problema del planeamiento de la expansión de sistemas de transmisión de energía eléctrica, cuando se considera que la demanda y la generación pueden asumir valores inciertos dentro de un intervalo que contiene un valor proyectado determinístico. Se analiza el efecto de considerar que la demanda y los límites de generación puedan variar dentro de un intervalo. El análisis se realiza sobre el sistema de prueba IEEE de 24 barras, considerando además la solución obtenida para acceso abierto, y el problema matemático resultante se resuelve empleando un algoritmo genético especializado.In this paper, the expansion planning problem of transmission systems is analyzed when the demand and the generation can assume uncertain values in one interval witch contain the deterministic values projected. In the analysis is used the IEEE of 24 buses test system. Additionally, solutions to open access are considered. The mathematical problem is solved using a specialized genetic algorithm

Técnica de optimización combinatorial aplicada al diseño de redes de comunicación por cable

Este trabajo muestra un algoritmo genético especializado para solucionar el problema del diseño de redes de sistemas de comunicación por cable con el fin de minimizar el costo de inversión. El modelaje matemático del problema de las redes de comunicación por cable es un problema de programación no lineal entero mixto (PNLEM) con una explosión combinatorial del número de topologías posibles, siendo la exigencia de radialidad un factor complicante en la solución del problema. En este trabajo se presenta un método perteneciente al grupo de los denominados algoritmos combinatoriales. El algoritmo utilizado presenta excelentes resultados en un sistema de prueba de la vida real

Solución al problema de balance de fases y reconfiguración de alimentadores primarios bajo un modelamiento trifásico usando simulated annealing

Las pérdidas técnicas en los sistemas de distribución constituyen uno de los factores fundamentales a optimizar. Entre las técnicas más eficientes para reducir pérdidas está la reconfiguración de alimentadores primarios y el balance de fases. En este artículo se presenta un nuevo enfoque que minimiza los costos operativos y de inversión teniendo en cuenta la curva de carga del sistema efectuando un planeamiento de la operación tanto en el corto como en el mediano plazo y un modelamiento tanto trifásico como monofásico equivalente. El algoritmo es comprobado en sistemas de prueba de la literatura especializada obteniendo resultados promisorios

METODOLOGÍA PARA REUBICACIÓN DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN CONSIDERANDO EL SISTEMA DE PROTECCIÓN

En este trabajo se presenta una metodología para reubicación óptima detransformadores con el fin de disminuir pérdidas técnicas en sistemas de distribución. Para describir el problema se propone un nuevo modelo matemático que considera costos de transporte, ubicación de nuevos transformadores de distribución, costos operativos asociados a las pérdidas técnicas y costos de instalación y desinstalación. Adicionalmente, se corrige el efecto de la reubicación sobre la coordinación de fusibles de protección en elsistema. Para verificar la metodología propuesta se emplea un sistema de distribución colombiano, donde los resultados obtenidos respaldan su validez

Localización óptima de reguladores de tensión en sistemas de distribución con un modelamiento trifásico

La metodología aquí planteada realiza una propuesta de ubicación óptima de reguladores trifásicos de tensión y el valor del tap correspondiente para cada equipo instalado, con el objetivo de minimizar los costos totales de inversión y operación del sistema. Debido a la complejidad matemática del problema, se utiliza la técnica de optimización combinatorial Simulated Annealing para encontrar una configuración de excelente calidad. Se emplea un flujo de carga radial trifásico para evaluar las pérdidas del sistema, el cuál aprovecha las características de los sistemas de distribución, considerando el desbalance propio del sistema

Localización óptima de reguladores de tensión en sistemas de distribución con un modelamiento trifásico

La metodología aquí planteada realiza una propuesta de ubicación óptima de reguladores trifásicos de tensión y el valor del tap correspondiente para cada equipo instalado, con el objetivo de minimizar los costos totales de inversión y operación del sistema. Debido a la complejidad matemática del problema, se utiliza la técnica de optimización combinatorial Simulated Annealing para encontrar una configuración de excelente calidad. Se emplea un flujo de carga radial trifásico para evaluar las pérdidas del sistema, el cuál aprovecha las características de los sistemas de distribución, considerando el desbalance propio del sistema