A new approach to solve the distribution system planning problem considering automatic reclosers

Nuevo enfoque para resolver el problema de planeamiento de sistemas de distribución considerando reconectadores automáticos

En este artículo se presentan dos nuevas metodologías para la planeación óptima de sistemas de distribución considerando la inclusión de reconectadores automáticos para mejorar los indicadores de confiabilidad. La primera metodología propuesta en este trabajo emplea una estrategia en cascada de dos etapas para resolver el problema. En la primera etapa se utiliza el algoritmo de optimización monoobjetivo Búsqueda Tabú (TS) para encontrar la topología óptima del sistema de distribución, en el que se consideran el costo en la instalación de nuevos elementos, el aumento de capacidad en los elementos existentes y los costos operativos de la red asociados a las pérdidas técnicas. En la segunda etapa es empleado el algoritmo genético de ordenamiento no dominado conocido como NSGA II, considerando la topología óptima encontrada en la primera etapa, para solucionar el problema de ubicación óptima de reconectadores automáticos en el sistema de distribución. Como funciones objetivo se considera el nivel de energía no servida de la red y el costo de instalación de los reconectadores; y es empleado el criterio min-max para seleccionar un punto sobre el frente óptimo de Pareto. En la segunda metodología propuesta un algoritmo de optimización del tipo Maestro-Esclavo es empleado para encontrar la mejor topología de la red incluyendo los reconectadores automáticos asociados a esta. El algoritmo maestro es el TS quien es el encargado de guiar el proceso de optimización por el espacio de solución, con lo que para cada vecino generado se aplica el algoritmo esclavo NSGA II y el criterio min-max con el que se selecciona una configuración de reconectadores para la topología actual de la red. Las metodologías propuestas son aplicadas sobre una versión trifásica del sistema IEEE 34 nodos, con resultados de muy buena calidad.

INTRODUCCIÓN

El crecimiento de los intercambios comerciales y la masificación de los procesos productivos a nivel industrial, están demandando un apoyo fundamental a los sistemas eléctricos para alcanzar las metas de crecimiento económico en los países emergentes, y así, competir en el mundo globalizado de hoy. Por ello, cada país genera políticas regulatorias aplicables al sistema eléctrico con el fin de encontrar modelos eficientes que garanticen la calidad y confiabilidad del suministro de energía a todos los usuarios del sistema [1].

Por otro lado, la era tecnológica ha fomentado el consumo de electricidad en todos los hogares y por ello se ha producido un crecimiento global de los hábitos de consumo, sin dejar de reconocer que las políticas de uso racional de la energía han descongestionado, en cierta medida, los sistemas eléctricos. Sin embargo, sumando los fenómenos anteriores, es evidente que el sistema eléctrico está en constante evolución, por lo que se requiere la existencia de modelos de expansión eficientes y confiables que permitan predecir los incrementos de la demanda en periodos de mediano y largo plazo, y así adecuar los sistemas eléctricos a los cambios en los consumos proyectados, incluyendo el cumplimiento de todos los aspectos regulatorios en términos de calidad y continuidad del servicio [2].