Planificación de ubicación y calificación de alimentadores y transformadores para redes de distribución LV/MV
Asignación y dimensionamiento de transformadores de distribución y alimentadores
La planificación de la red de distribución se caracteriza en gran medida por la asignación y el dimensionamiento de los transformadores de distribución. La ubicación de estos transformadores dicta directamente la longitud y la ruta de los alimentadores de media tensión (MT) y baja tensión (BT). Por lo tanto, la ubicación y la potencia de los transformadores, junto con la longitud y el tamaño de los alimentadores de MT y BT, deben determinarse de manera coordinada.
Para lograr esto, es esencial un proceso de optimización. Este tiene como objetivo no solo reducir los costos de inversión para transformadores y alimentadores, sino también minimizar los costos de pérdidas y maximizar la confiabilidad del sistema. Restricciones como la caída de tensión y la corriente de los alimentadores deben mantenerse dentro de sus rangos estándar.
Para la planificación de la red de baja tensión (BT), las tareas clave son determinar la ubicación y la potencia de los transformadores de distribución y los alimentadores de BT. Esto se hace para reducir tanto la inversión en estos componentes como las pérdidas en línea.
En cuanto a la planificación de la red de media tensión (MT), se centra en determinar la ubicación y el dimensionamiento de las subestaciones de distribución y los alimentadores de MT. El objetivo aquí es minimizar los costos de inversión, junto con las pérdidas en línea y las métricas de confiabilidad como SAIDI (Índice de Duración Media de Interrupción del Sistema) y SAIFI (Índice de Frecuencia Media de Interrupción del Sistema).
Durante el proceso de planificación, se deben cumplir varias restricciones.
La tensión del bus, como una restricción clave, debe mantenerse dentro de un rango estándar. La corriente real del alimentador debe ser inferior a la corriente nominal del alimentador. Mejorar el perfil de tensión, reducir las pérdidas en línea y mejorar la confiabilidad del sistema son preocupaciones principales en la planificación de la red de distribución, especialmente en áreas semiurbanas y rurales.
La instalación de capacitores es otra forma que aumenta significativamente el nivel de tensión y reduce las pérdidas en línea. Los Reguladores de Tensión (RT) también son elementos comunes para abordar estos problemas.
La confiabilidad es una preocupación clave en la planificación de la red de distribución. Las líneas de distribución de larga extensión aumentan la probabilidad de fallos en línea, lo que reduce la confiabilidad del sistema. La instalación de conexiones cruzadas (CC) es una medida efectiva para mitigar este problema.
Los generadores distribuidos (GD) pueden inyectar potencia activa y reactiva, lo que ayuda a reducir los índices de confiabilidad y mejorar el perfil de tensión. Sin embargo, sus altos costos de inversión disuaden a los ingenieros eléctricos de su adopción generalizada.
Dado el carácter discreto y no lineal del problema de asignación y dimensionamiento, la función objetivo resultante tiene múltiples mínimos locales. Esto resalta la importancia de elegir un método de optimización apropiado.
Los métodos de optimización se clasifican principalmente en dos grupos:
Los métodos analíticos son eficientes computacionalmente, pero luchan por manejar eficazmente los mínimos locales. Para abordar el problema de los mínimos locales, los métodos heurísticos se han utilizado ampliamente en la literatura.
En esta investigación, se implementarán tanto métodos analíticos como heurísticos en Matlab. Se utilizará la Programación No Lineal Discreta (PNDL) como enfoque analítico, y la Optimización por Enjambre de Partículas Discreto (OEPD) como enfoque heurístico.
Tener en cuenta el crecimiento de la carga y los niveles de carga pico es otro factor crucial que debe considerarse durante el proceso de planificación.
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