Planificació de la ubicació i la valoració de les línies d'alimentació i transformadors per a xarxes de distribució BT/MT
Atribució i dimensionament de transformadors i alimentacions de distribució
La planificació de la xarxa de distribució es caracteritza en gran part per l'atribució i el dimensionament dels transformadors de distribució. La ubicació d'aquests transformadors dicta directament la longitud i la ruta de les alimentacions de mitja tensió (MT) i baixa tensió (BT). Per tant, la ubicació i la potència dels transformadors, juntament amb la longitud i la mida de les alimentacions de MT i BT, han de determinar-se d'una manera coordinada.
Per aconseguir això, és essencial un procés d'optimització. Aquest té com a objectiu no només reduir els costos d'inversió en transformadors i alimentacions, sinó també minimitzar els costos de pèrdues i maximitzar la fiabilitat del sistema. Les restriccions com la caiguda de tensió i la corrent de l'alimentació han de mantenir-se dins dels seus rangs estàndard.
En la planificació de la xarxa de baixa tensió (BT), les tasques clau són determinar la ubicació i la potència dels transformadors de distribució i les alimentacions de BT. Això es fa per reduir tant l'inversió en aquests components com les pèrdues de línia.
En quan a la planificació de la xarxa de mitja tensió (MT), es centra en determinar la ubicació i la mida de les subestacions de distribució i les alimentacions de MT. L'objectiu aquí és minimitzar els costos d'inversió, junts amb les pèrdues de línia i mètriques de fiabilitat com el SAIDI (Índex Mitjà de Durada d'Interrupció del Sistema) i el SAIFI (Índex Mitjà de Frequència d'Interrupció del Sistema).
Durant el procés de planificació, calen complir diverses restriccions.
La tensió del bus, com a restricció clau, ha de mantenir-se dins d'un rang estàndard. La corrent real de l'alimentació ha de ser inferior a la corrent nominal de l'alimentació. Millorar el perfil de tensió, reduir les pèrdues de línia i millorar la fiabilitat del sistema són preocupacions primàries en la planificació de la xarxa de distribució, especialment en àrees semicitanes i rurals.
L'instal·lació de condensadors és una altra manera que augmenta molt el nivell de tensió i redueix les pèrdues de línia. Els Reguladors de Tensió (RT) també són elements comuns per cobrir aquests problemes.
La fiabilitat és una preocupació clau en la planificació de la xarxa de distribució. Les línies de distribució de llarg recorregut incrementen la probabilitat de fallades de línia, reduint així la fiabilitat del sistema. L'instal·lació de connexions creuades (CC) és una mesura eficaç per mitigar aquest problema.
Els generadors distribuïts (GD) poden injectar potència activa i reactiva, el que ajuda a reduir els índexs de fiabilitat i millorar el perfil de tensió. No obstant això, els seus alt costos d'inversió desencoratgen els enginyers elèctrics a adoptar-los de manera generalitzada.
Atès el caràcter discret i no lineal del problema d'atribució i dimensionament, la funció objectiu resultant té múltiples mínims locals. Això destaca la importància de triar un mètode d'optimització adequat.
Els mètodes d'optimització es classifiquen principalment en dos grups:
Els mètodes analítics són eficients computacionalment, però tenen dificultats per gestionar efectivament els mínims locals. Per abordar aquest problema, s'han utilitzat ampliament mètodes heurístics en la literatura.
En aquesta investigació, es implementaran tant mètodes analítics com heurístics en Matlab. Es farà servir la Programació No Lineal Discreta (PND) com a enfoque analític, i l'Optimització Heurística per Enxam d'Partícules (OHEP) com a enfoque heurístic.
Tenir en compte la creixença de càrrega i els nivells de càrrega màxima és un altre factor crucial que cal considerar durant el procés de planificació.
