Reubicación óptima de transformadores de distribución usando el algoritmo multiobjetivo de optimización NSGA II

Optimal Relocation of Distribution Transformers using the Multiobjective Optimization Algorithm NSGA II

En este artículo se presenta una metodología para la reubicación óptima de transformadores en sistemas de distribución. El problema es formulado como un modelo de optimización multiobjetivo de tipo no lineal entero, en el cual se consideran costos de inversión y operación, y el beneficio obtenido por concepto de activos reconocidos por cargos por uso según lo estipulado en la Resolución CREG 097 de 2008. El modelo es resuelto mediante el algoritmo de optimización multiobjetivo NSGA II. Para verificar la validez de la metodología se emplea un sistema de distribución real, perteneciente a una electrificadora en Colombia, en el cual se consideran transformadores de distribución monofásicos y trifásicos. Los resultados obtenidos en comparación con el caso en que no se considera la reubicación de transformadores de distribución, reflejan la importancia de esta metodología y sus beneficios para los operadores de red, y además sirve como herramienta de soporte para el cumplimiento de las normativas establecidas por entes reguladores que definen la cargabilidad adecuada de los transformadores de distribución.

1 INTRODUCCIÓN

Los sistemas de distribución son los encargados de suministrar la energía eléctrica a los diferentes tipos de usuarios residenciales, comerciales, industriales y alumbrado público. Debido a la gran cantidad de elementos que conforman estos sistemas tales como subestaciones, transformadores, redes primarias y secundarias, se presentan diferentes problemas operativos, entre los que se destacan las pérdidas de energía.

Debido a que un alto porcentaje de las pérdidas técnicas en los sistemas de distribución se generan en los transformadores [1], las empresas distribuidoras de energía eléctrica se han trazado la tarea de buscar estrategias que permitan disminuir el impacto sobre los sistemas, mejorar los índices financieros y al mismo tiempo evitar sanciones por parte de las entidades reguladoras.

El alto porcentaje de pérdidas en los transformadores se debe a que la capacidad nominal es mucho mayor que la demanda que están atendiendo (sobredimensionamiento) o en caso contrario, la carga es mucho mayor que la capacidad nominal del transformador (sobrecarga), con lo cual se presenta una disminución en la eficiencia operativa de las unidades de transformación [1].

Con el fin de definir los aspectos a tener en cuenta para la valoración de cargos por uso, la Comisión Reguladora de Energía y Gas (CREG) en la Resolución 097 de 2008, estipula la valoración de las unidades de transformación en el nivel de tensión 1 de acuerdo con la cargabilidad individual.