Reconfiguración de alimentadores primarios para el mejoramiento de la estabilidad de tensión

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dc.contributor.advisor Gómez Carmona, Oscar
dc.contributor.author Bedoya Bedoya , Juan Alejandro
dc.contributor.author Cañas Aguirre , Julián Andrés
dc.date.accessioned 2023-05-23T19:49:35Z
dc.date.available 2023-05-23T19:49:35Z
dc.date.issued 2009
dc.description.abstract La estabilidad de tensión permite mantener los niveles de voltaje en valores aceptables bajo operación normal del sistema y, en caso de presentarse una falla, poder controlarlo y devolverlo a un estado de operación aceptable. Los sistemas de distribución, experimentan una curva de carga que es continuamente variable con el tiempo. En ciertas áreas del sistema en donde se presentan niveles de carga críticos, éste tiende a presentar colapso de tensión. Para mejorar la estabilidad en estos sistemas, se propone realizar la reconfiguración de alimentadores primarios, la cual permite cambiar la topología de la red y alejarla del punto de inestabilidad de tensión. Con el fin de optimizar este proceso, se decidió implementar un algoritmo genético CHU-BEASLEY evaluando distintos índices que permiten cuantificar la estabilidad de tensión y obtener topologías que aseguren el buen desempeño de la red. Los índices de estabilidad estudiados ayudan a entender la operación del sistema de distribución, para que el operador de red verifique el estado de ésta y así garantizar que el suministro de energía llegue a todos los usuarios. spa
dc.description.degreelevel Pregrado
dc.description.degreename Ingeniero(a) Electricista
dc.description.tableofcontents ÍNDICE GENERAL Pág. Agradecimientos…………………………………………………………………… v Índice general……………………………………………………………………… vi Índice de figuras…………………………………………………………………… ix Índice de tablas……………………………………………………………………. xi Resumen…………………………………………………………………………….. xii Objetivos……………………………………………………………………………. xiii 1. Introducción……………………………………………………………………... 1 2. Características del Sistema de Distribución……………………………….. 3 2.1 El Sistema de Distribución dentro del Sistema Eléctrico de Potencia……………………………………………………………………. 3 2.2 Conceptos Básicos del Sistema de Distribución…………………… 5 2.2.1 Características Básicas………………………………………… 6 2.2.2 Clasificación de las redes de distribución de acuerdo a sus voltajes nominales y conexión………………………………….. 7 2.2.2.1 Red Secundaria………………………………………….. 7 2.2.2.2 Red Primaria…………………………………………….. 7 2.3 La Red de Distribución Primaria…………………………………….. 7 2.3.1 Topologías Básicas…………………………………………….… 7 3. Reconfiguración de Alimentadores Primarios……………………………. 10 3.1 Reconfiguración de la Red Primaria…………………………………… 10 3.2 Restricciones Asociadas al Problema de la Reconfiguración……….. 11 3.3 Aplicación del Método de Reconfiguración a un Modelo Propuesto.. 12 3.4 Estudios Realizados sobre la Reconfiguración de Alimentadores Primarios……………………………………………………………….. 16 4. Estudio de la Estabilidad de Tensión en Sistemas de Distribución......... 17 4.1 Definición de la Estabilidad de Tensión……………………………….. 17 4.2 Clasificación de la Estabilidad en Sistemas Eléctricos……………… 18 4.3 Sistema Equivalente de Dos Barras para la Deducción del Problema de la Estabilidad de Tensión…………………………….. 21 4.4 Estabilidad de Tensión para Sistemas de Distribución…………….. 24 5. Índices para el Análisis de la Estabilidad de Tensión en Sistemas de Distribución……………………………………………………………………... 27 5.1 Índice de Estabilidad de Tensión Propuesto por Sahoo y Prasad…. 27 5.2 Índice de Cargabilidad Máximo de Venkatesh, Ranjan y Gooi……. 28 vii 5.3 Índice de Estabilidad de Tensión para Redes Radiales de Distribución de Eminoglu y Hocaoglu………………………………… 29 5.4 Índice de Estabilidad de Tensión para Mejorar la Confiabilidad en los Sistemas de Distribución……………………………………….. 31 5.5 Índice de Chakravorty y Das para el Análisis de las Redes Radiales de Distribución………………………………………………... 31 5.6 Índice de Cargabilidad para Sistemas de Distribución…………... 33 6. Algoritmo Genético Aplicado al Problema de la Estabilidad en sistemas de Distribución……………………………………………………… 36 6.1 Flujo de Carga de Newton Raphson……………………………………. 36 6.1.1 Estructura de la Matriz Jacobiana…………………………... 37 6.1.2 Ecuaciones del Modelo de Flujo de Carga…………………... 38 6.2 Fundamentos del Algoritmo Genético Simple………………………... 39 6.2.1 Población Inicial………………………………………………… 41 6.2.2 Codificación……………………………………………………… 41 6.2.3 Función Objetivo………………………………………………….. 41 6.2.4 Operador de Selección…………………………………………. 41 6.2.5 Recombinación (Crossover)……………………………………. 42 6.2.6 Mutación…………………………………………………………. 43 6.2.7 Reemplazo de la Población……………………………………. 43 6.2.8 Criterios de Parada…………………………………………….. 44 6.3 Fundamentos del Algoritmo Genético Chu-Beasley…………………. 44 6.3.1 Principales características del AGCB…………………………. 45 6.3.2 Modificación de la Población……………………………………. 45 6.4 Algoritmo de PRIM……………………………………………………….. 46 6.4.1 Árboles de Mínima Expansión (MST)……….……………….. 46 6.4.1.1 Ejemplo MST…………………………………………….. 46 6.4.2 Pseudocódigo del Algoritmo de PRIM…….………………….. 48 6.4.3 Recombinación y Mutación a partir del Algoritmo de PRIM……………………………………………………………….. 48 6.4.3.1 Recombinación…………………………………………… 48 6.4.3.2 Mutación………………………………………………….. 49 6.5 Metodología para Desarrollar el Problema Propuesto………………. 50 6.6 Sintonización del Algoritmo Propuesto………………………………... 51 6.6.1 Selección Estructural de Parámetros del AGCB….………….. 51 6.6.2 Alcance del AGCB……….………………………………………. 53 7. Simulaciones y Análisis de Resultados……………………………………… 58 7.1 Sistemas de Prueba IEEE……………………………………………….. 58 7.1.1 Sistema IEEE 33 Nodos….…………………………………….. 58 7.1.2 Sistema IEEE 69 Nodos…….………………………………….. 61 7.2 Resultados Obtenidos con la Metodología Propuesta para el Sistema IEEE 33…………………………………………………………. 64 7.2.1 Caso Base IEEE 33……………………….…………………….. 65 7.2.2 Optimización de Pérdidas…….………………………………... 66 viii 7.2.3 Optimización del índice de Estabilidad de Tensión de Sahoo y Prasad (VSIjmin)…...………………………..……… 68 7.2.4 Optimización del Índice de Estabilidad de Tensión de Eminoglu y Hocauglu (SIrmin)….……………..……………. 70 7.2.5 Optimización del Índice de Estabilidad de Tensión de Chakravorty y Das (SIjmin)……………………..…………… 72 7.2.6 Optimización del Índice de Cargabilidad Máximo de Venkatesh, Ranjan y Gooi…………………………………….. 73 7.2.7 Optimización del Índice de Estabilidad Equivalente de Sahoo y Prasad (VSIeq)………………………………………... 75 7.2.8 Optimización del Índice de Cargabilidad Máximo de Venkatesh, Ranjan y Gooi (MLIeq)………………………….. 77 7.3 Comparación de Resultados para el Sistema IEEE 33……………… 78 7.3.1 Comparación de Resultados para Pérdidas…………………... 78 7.3.2 Comparación de Resultados para los Índices………………… 79 7.4 Resultados Obtenidos con la Metodología Propuesta para el Sistema IEEE 33…………………………………………………………. 81 7.4.1 Caso Base IEEE 69………………………………………………. 81 7.4.2 Optimización de Pérdidas……………………………………….. 83 7.4.3 Optimización del índice de Estabilidad de Tensión de Sahoo y Prasad (VSIjmin……………………………………... 85 7.4.4 Optimización del Índice de Estabilidad de Tensión de Eminoglu y Hocauglu (SIrmin)………………………………. 87 7.4.5 Optimización del Índice de Estabilidad de Tensión de Chakravorty y Das (SIjmin)…………………………………... 89 7.4.6 Optimización del Índice de Cargabilidad Máximo de Venkatesh, Ranjan y Gooi…………………………………….. 90 7.4.7 Optimización del Índice de Estabilidad Equivalente de Sahoo y Prasad (VSIeq)………………………………………... 91 7.4.8 Optimización del Índice de Cargabilidad Máximo de Venkatesh, Ranjan y Gooi (MLIeq)………………………… 92 7.5 Comparación de Resultados para el Sistema IEEE 33……………… 93 7.5.1 Comparación de Resultados con Respecto al Caso Base…….. 93 8. Conclusiones…………………………………………………………………….. 96 8.1 Futuros Trabajos…………………………………………………………. 96 9. Bibliografía………………………………………………………………………. 98 spa
dc.format.extent 113 Páginas
dc.format.mimetype application/pdf
dc.identifier.instname Universidad Tecnológica de Pereira
dc.identifier.reponame Repositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereira
dc.identifier.repourl https://repositorio.utp.edu.co/home
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/11059/14680
dc.language.iso spa
dc.publisher Universidad Tecnológica de Pereira
dc.publisher.faculty Facultad de Ingenierías
dc.publisher.place Pereira
dc.publisher.program Ingeniería Eléctrica
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dc.rights Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de spa
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dc.rights.coar http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.license Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.uri https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc 620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicada
dc.subject.lemb Alimentadores electricos
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dc.subject.lemb Redes de distribución de energía electrica
dc.title Reconfiguración de alimentadores primarios para el mejoramiento de la estabilidad de tensión spa
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