Aplicación de algoritmos genéticos para la reconfiguración de redes de distribución eléctrica para la minimización de pérdidas de potencia activa

Abstract

La operación eficiente de los sistemas eléctricos es en la actualidad un tema sobre el cual están enfocadas las compañías que las administran y operan para alcanzar estándares de calidad de la mano con el desarrollo sostenible generando beneficios para todos los actores involucrados. Entonces, parte de este enfoque es la disminución de pérdidas que se producen en las redes eléctricas de distribución y una de las formas para lograr este objetivo es la reconfiguración de la topología radial de estos sistemas que los llevan a topologías óptimas para tal fin cumpliendo con restricciones y características de las redes radiales. En el presente trabajo se aplica como herramienta de optimización el método de Algoritmos Genéticos (AG) sobre la topología de las redes primarias de distribución eléctrica para la minimización de las pérdidas de potencia activa. Los algoritmos genéticos nos permitirán expresar las ecuaciones eléctricas en su forma completa evitando simplificaciones que alejen los resultados de los valores absolutos; así mismo, en forma complementaria se abordará el Algoritmo de Prim como herramienta para la formación de topologías radiales, y al método de Flujo de Carga Directo Complejo el cual está desarrollado para su aplicación netamente en redes de distribución. La metodología desarrollada se aplicará sobre los sistemas de prueba de 16, 33 y 84 barras para verificar la validez de los resultados y seguidamente sobre sistemas reales de donde se obtendrán conclusiones adicionales resaltando los beneficios.

The efficient operation of electrical systems is currently an issue on which companies that manage and operate them are focused to achieve quality standards hand in hand with sustainable development, generating benefits for all the actors involved. So, part of this approach is the reduction of losses that occur in the distribution power grids and one of the ways to achieve this goal is the reconfiguration of the radial topology of these systems that lead them to optimal topologies for this purpose, complying with restrictions and characteristics of radial networks. In the present work, the Genetic Algorithms (AG) method is used as an optimization tool on the topology of the primary electric distribution networks for the minimization of active power losses. The genetic algorithms will allow us to express the electrical equations in their complete form avoiding simplifications that distance the results of the absolute values; likewise, in a complementary way, Prim Algorithm will be addressed as a tool for the formation of radial topologies and also the Complex Direct Load Flow method which is developed for its application in distribution networks. The developed methodology will be applied on the test systems of 16, 33 and 84 - bus to verify the validity of the results and then on real systems from which additional conclusions will be obtained highlighting the benefits.