Metodología para el planeamiento del sistema de transmisión con ubicación óptima de dispositivos FACTS

Abstract

En este trabajo, se propone una metodología para solucionar el problema del planeamiento estático de la expansión del sistema de transmisión de corto o largo plazo. La metodología está basada en flujos de potencia activa y reactiva y el uso de un algoritmo genético. Es decir, se utiliza los resultados del flujo de potencia para la evaluación de la aptitud de cada individuo dentro del algoritmo genético. Para ello, se elaboró un algoritmo basado en la teoría fundamental de los algoritmos genéticos. Se utilizó el lenguaje de programación C++ para correr el algoritmo genético de optimización y se usó el software: Power Factory DIgSILENT para correr los casos que el algoritmo de optimización nos indica. La diferencia del presente trabajo con otros similares radica en que, la presente metodología está estructurada en dos etapas que nos permite tratar el problema de operación y expansión de la transmisión: la primera, mejora la red existente con la ubicación óptima de dispositivos FACTS; luego, la segunda, con la red mejorada nos permite ubicar óptimamente las líneas de transmisión que se deben de construir para atender los requerimientos de demanda proyectada. Para optimizar la red, con técnica de sensibilidades se encontró las líneas factibles para la instalación de un capacitor serie. Para la ubicación óptima de este dispositivo, se utilizó el software DigSILENT. Los resultados de flujos de potencia sirvieron para evaluar la función de desempeño en un proceso iterativo dentro del algoritmo genético. Los resultados indican la instalación de capacitores series: uno en la línea L-2203 y otro en la L-2231 con reactancias de 40 y 37.5 respectivamente y se logró una mejor distribución de flujos en las líneas que vienen de la C.H. Mantaro, además de aumentar la cargabilidad de 3483.3 a 3747.5 MW, lo cual nos permitió atender una mayor demanda. Para la expansión de la red mejorada, se utilizó la técnica basada en descomposición de Benders utilizando un AG para resolver el subproblema de expansión y un flujo de potencia lineal en la solución del problema de operación. Considerando el proyecto de generación ubicado en la SE Chilca (900 MW), se logró el objetivo de determinar las líneas a construir para satisfacer la demanda proyectada. El costo de las mismas ascendió a un monto de 47904 miles $.

In this work, propose a methodology to solve the problem static planning the expansion of the transmission system of short or long term. The methodology is based on active power flows and reactive and the use of a genetic algorithm. That is, results using power flow for assessing the fitness of each individual within the genetic algorithm. To this end, developed an algorithm based on the fundamental theory of genetic algorithms. We used the programming language C++ to run the genetic algorithm optimization and software was used: Power Factory DIgSILENT cases running the optimization algorithm shows. The difference of this study with similar ones is that, this methodology is structured in two phases allows us to address the issue of operation and expansion of the transmission: the first phase, improving the existing network with the optimal location of FACTS devices, then, the second phase, with the enhanced network allows us to optimally locate the transmission lines to be built to meet projected demand requirements. To optimize the network, with sensibilitys technique was found feasible lines for installing a series capacitor. For the optimum location in this device, the software was used DigSILENT. The results of power flow, used to evaluate the performance function in an iterative process within the genetic algorithm. The results indicate the installation of series capacitors, one on the line L-2203 and another in the L-2231 reactors with 40 and 37.5 , respectively. Achieve a better distribution of flows in the lines that come from the CH Mantaro, besides increasing the chargeability of 3483.3 to 3747.5 MW, which allows us to meet increased demand. For expansion of the enhanced network, we used the technique based on Benders decomposition using a GA to solve the subproblem of expansion and linear power flow in the solution of the problem of operation. Whereas the generation project located in the SE Chilca (900 MW). It was possible to determine the lines to be built to meet projected demand. The cost of these amounted to a total of 47904 thousands $