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        Second-order cone approximation for voltage stability analysis in direct-current networks

        Fecha
        2020-09-24
        Registro en:
        Montoya, O.D.; Gil-González, W.; Molina-Cabrera, A. Second-Order Cone Approximation for Voltage Stability Analysis in Direct-Current Networks. Symmetry 2020, 12, 1587.
        https://hdl.handle.net/20.500.12585/9553
        https://www.mdpi.com/2073-8994/12/10/1587
        10.3390/sym12101587
        Universidad Tecnológica de Bolívar
        Repositorio Universidad Tecnológica de Bolívar
        http://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/3727511
        Autor
        Montoya, Oscar Danilo
        Gil-González, Walter
        Molina-Cabrera, Alexander
        Institución
        • Universidad Tecnológica de Bolivar UTB (Colombia)
        Resumen
        In this study, the voltage stability margin for direct current (DC) networks in the presence of constant power loads is analyzed using a proposed convex mathematical reformulation. This convex model is developed by employing a second-order cone programming (SOCP) optimization that transforms the non-linear non-convex original formulation by reformulating the power balance constraint. The main advantage of the SOCP model is that the optimal global solution of a problem can be obtained by transforming hyperbolic constraints into norm constraints. Two test systems are considered to validate the proposed SOCP model. Both systems have been reported in specialized literature with 6 and 69 nodes. Three comparative methods are considered: (a) the Newton-Raphson approximation based on the determinants of the Jacobian matrices, (b) semidefinite programming models, and (c) the exact non-linear formulation. All the numerical simulations are conducted using the MATLAB and GAMS software. The effectiveness of the proposed SOCP model in addressing the voltage stability problem in DC grids is verified by comparing the objective function values and processing time.
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