Selección óptima de conductores en sistemas de distribución empleando el algoritmo búsqueda tabú

Optimal selection of conductors in distribution systems using tabu search algorithm

En este trabajo se presenta una metodología eficiente para la selección óptima de conductores en sistemas de distribución (SD) por medio de la implementación de la técnica de optimización metaheurística búsqueda tabú (BT). Para representar el problema es empleado un modelo matemático monoobjetivo del tipo no lineal entero mixto. Como función objetivo, es considerada la minimización de los costos de inversión en conductores en conjunto con las pérdidas técnicas de la red para un período de estudio de un año, considerando un equivalente de red monofásico. El conjunto de restricciones corresponde a las características técnicas y operativas del sistema, las que son evaluadas por medio de un flujo de potencia del tipo barrido iterativo. Para construir la configuración inicial para el BT, es empleado un algoritmo heurístico constructivo que garantiza factibilidad de la solución inicial y para la generación del vecindario, son utilizadas estrategias de búsqueda en árbol y teoría de grafos. Con el fin de verificar aplicabilidad y eficiencia, se emplearon dos sistemas de la literatura especializada, obteniendo resultados de mejor calidad que los reportados en la literatura especializada.

INTRODUCCIÓN

El creciente aumento de la demanda de energía eléctrica impulsada por el constante crecimiento de las ciudades y la expansión de las capacidades productivas del sector industrial, generan una inevitable expansión del sistema eléctrico para poder atender de manera oportuna, eficiente y confiable toda la demanda requerida 1.

Bajo este escenario, las compañías de distribución (DisCo) están en la necesidad de expandir sus sistemas eléctricos en el corto y mediano plazo, de forma que se obtengan los menores costos en inversión y operación para el período de tiempo considerado en el horizonte de estudio; la expansión del sistema puede ser proyectada de manera estática o dinámica y esto depende de los criterios que cada DisCo aplique en sus proyectos de expansión 2.

En los procesos de planeación de la expansión de SD, siempre son considerados como objeto de minimización, los costos de inversión en nuevas subestaciones y tramos de red, así como su aumento de capacidad, además de los costos asociados a las pérdidas 1-3. Dentro de este problema existe un subproblema relacionado con la selección óptima de los conductores que serán instalados en la red, ya que esto impacta directamente los costos de inversión y operación 4.

La selección de los mejores conductores para las redes de distribución depende claramente de las consignas operativas de la DisCo; sin embargo, en términos generales, este es susceptible de ser aplicado para redes nuevas y existentes.