AC transmission network expansion planning considering circuits repowering and location of capacitors

RESUMEN: En este artículo se aborda el problema de Planeamiento de la Expansión de la Red de Transmisión (PERT). El PERT consiste en determinar el conjunto de nuevos circuitos necesarios en un sistema de potencia, para atender una demanda futura. En su versión clásica, el PERT considera como candidatos de solución únicamente la adición de nuevas líneas y transformadores. La principal contribución de este artículo consiste en la inclusión de candidatos de solución no convencionales en el PERT. Dichos candidatos de solución son la repotenciación de circuitos existentes y la ubicación de bancos de capacitores. Para tener en cuenta estos últimos, se considera un modelo AC de la red de transmisión. La solución al modelo propuesto es llevada a cabo mediante un Algoritmo Genético Híbrido. Los resultados obtenidos son contrastados y validados con publicaciones previas de la literatura técnica. Los sistemas de prueba utilizados son el sistema Garver y el sistema IEEE de 24 barras. Los resultados obtenidos en ambos sistemas muestran que la inclusión de los candidatos no convencionales propuestos en este artículo permite disminuir los costos de la expansión de la red. Este hecho puede servir como indicador para que el planeador del sistema contemple nuevas posibilidades en los estudios de expansión.ABSTRACT: This paper deals with the Transmission Network Expansion Planning (TNEP) problem. The TNEP consists of finding a set of new circuits on a power system, which is needed to attend a future demand. In its classical version, the TNEP only considers as solution candidates the addition of new lines and transformers. The main contribution of this paper consists in the inclusion of non-conventional solution candidates, namely the repowering of existing circuits and the location of capacitor banks. To take into account these last ones an AC model of the transmission network is considered. The solution of the proposed model is carried out using a Hybrid Genetic Algorithm. Results are compared and validated with previous works in the technical literature. The test systems used are the Garver system and IEEE 24 bus system. The results obtained in both systems showed that the inclusion of the non-conventional candidates, proposed in this paper, allows to reduce the cost of network expansion. This fact may be useful as an indicator for the system planner to consider new possibilities in the expansion studies