masterThesis
Metodología para el planeamiento de sistemas de distribución de energía eléctrica considerando optimización multiobjetivo
Autor
Mejía Solanilla, Ana María
Institución
Resumen
Con el fin de solucionar el problema del planeamiento multiobjetivo de sistemas de distribución de energía eléctrica, se propone en este trabajo una metodología empleando como técnica de solución un algoritmo elitista de ordenamiento no dominado (NSGA-II), la cual considera la ubicación y capacidad de nuevos tramos de red, ubicación y capacidad de nuevas subestaciones, ampliación de subestaciones existentes y reconductorización de tramos de red existentes. Para dar solución al problema se emplean diferentes modelos matemáticos, todos con dos funciones objetivo. Con la aplicación de estos modelos se busca tener más herramientas a la hora de tomar decisiones, con el fin de involucrar funciones objetivo que impacten directamente en la solución del problema. Las funciones objetivo consideradas son: costos de inversión, costos de operación, costos de inversión y operación, y confiabilidad de la red (energía no servida). El conjunto de restricciones está compuesto por las ecuaciones de balance nodal, capacidades máximas permitidas para los elementos del sistema, máxima caída de tensión permitida y radialidad de la red.
Dichos modelos son integrados a través de la selección de tendencias, es decir, determinación de elementos comunes que se encuentran en la solución, encontrando de esta forma una topología común para todos los modelos matemáticos. La metodología propuesta es verificada con sistemas de distribución de diferentes tamaños. Los resultados obtenidos muestran la efectividad del método y que estos servirán en la identificación de elementos en el estudio de planeamiento, buscando que los mismos satisfagan en el tiempo los diferentes objetivos propuestos. In order to solve the problem of multi-objective distribution system planning, in this work a methodology using as solution technique an Elitist Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) is proposed. This methodology considers location and capacity of new substations and feeders, and capacity increased of existing feeders and substations. For solving the problem, different mathematical models with two objective functions, are used. The application of different mathematical models seeks to have more tools to make decisions, in order to involve objective functions that directly influence the solution of the problem. The objective functions considered are: fixed costs, operative costs, fixed and operative costs, and network reliability (expected energy no supply). The set of constraints consider balance nodal equations, maximum allowable capacity of the system elements, the maximum allowable voltage drop and the radiality of the network. These mathematical models are integrated through the selection of trends; in other words, determination of common elements that are in the solution, thereby finding a topology common to all mathematical models. The proposed model is verified with distribution systems of different sizes. The results show the effectiveness of the method and these serve to identify elements in the planning study, seeking to satisfy at the horizon planning different proposed objectives.