Trabajo de grado - Pregrado
Optimal power flow application for active distribution networks using ant colony system algorithm
Fecha
2017Registro en:
instname:Universidad de los Andes
reponame:Repositorio Institucional Séneca
Autor
Tapia Arce, Hugo Alexander
Institución
Resumen
This study presents an optimal power flow algorithm based on the ant colony optimization metaheuristic (ACO) for network loss minimization in active distribution networks. The algorithm based on the coupling between an estimated power flow and construction a graph which represents a finite set of discrete states in which the algorithm looks for the best solution for the objective function of the system. The control variables of the optimization problem comprise all transformer taps, and reactive load compensation system. The compensation system represents the addition of reactive power injections associated to devices able to provide volt/var support such as variable capacitors, distributed generation and electronic loads as electrical vehicles. These control variables are modeled with a set of discrete states that are modified according to the objective function evaluated, in this case network losses. Nodal voltages and angles in all system buses correspond to the state variables of the optimization problem. The proposed application has been successfully tested in the 4-bus and 13-bus IEEE test cases and results were validated using a standard Newton-based Optimal Power Flow. As an additional contribution the proposed Ant Colony-based OPF has been applied under an multiobjective approach considering also the investment cost of the reactive support En el documento se desarrolla la implementación de un algoritmo de flujo de carga optimo basado en la metaheurística de optimización de colonia de hormigas (ACO). El algoritmo funciona a manera de acople entre un sistema estimado mediante flujo de carga de barrido y la construcción de un grafo a partir de los elementos con variaciones discretas de generación, carga activa o reactiva y tensión; grafo en el cual se desenvuelve la metaheurística. El algoritmo que se plantea funciona en distintas redes de distribución, especialmente en los casos de estudio IEEE feeder de 4 y 13 nodos, a partir de sus datos de generación, carga, voltajes e impedancias. Adicionalmente, dispone del control de elementos como taps de transformadores, compensación reactivaes y demás herramientas con variaciones discretas de carga y las modifica acorde a la función objetivo evaluada, para el caso se busca la reducción de pérdidas activas del sistema similares con respecto a los valores encontrados en un flujo de potencia optimo resuelto con métodos tipo newton. A su vez, se hace un estudio de validación y una evaluación para aproximar el sistema diseñado al caso de múltiples objetivos. el algoritmo resulta una opción viable para estimar los parámetros de transformadores, compensación reactivaes y generadores que reducen la energía perdida en el sistema, y como extensión puede acoplarse a otras funciones objetivo características del OPF ya sea individualmente, o en un problema multiobjetvo con estas funciones.