Estimación de parámetros de un transformador de distribución a través de medidas de tensión y corriente con base en el método de optimización por agujero negros

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Resumen

The problem of parametric estimation in single-phase transformers is addressed in this research from the point of view of metaheuristic optimization. The parameters of interest are the series resistance and reactance as well as the magnetization resistance and reactance. To obtain these parameters considering only the voltage and the currents measured in the terminals of the transformer, a nonlinear optimization model that deals with the minimization of the mean square error among the measured and calculated voltage and current variables is formulated. The nonlinear programming model is solved through the implementation of a simple but efficient metaheuristic optimization technique known as the black-hole optimizer. Numerical simulations demonstrate that the proposed optimization method allows for the reduction in the estimation error among the measured and calculated variables when compared with methods that are well established in the literature such as particle swarm optimization and genetic algorithms, among others. All the simulations were carried out in the MATLAB programming environment.

Descripción

En esta investigación se aborda el problema de la estimación paramétrica en transformadores monofásicos desde el punto de vista de la optimización metaheurística. Los parámetros de interés son la resistencia y reactancia en serie, así como la resistencia y reactancia de magnetización. Para obtener estos parámetros considerando únicamente la tensión y las corrientes medidas en los terminales del transformador, se formula un modelo de optimización no lineal que trata de la minimización del error cuadrático medio entre las variables de tensión y corriente medidas y calculadas. El modelo de programación no lineal se resuelve mediante la implementación de una técnica de optimización metaheurística simple pero eficiente conocida como optimizador de agujero negro. Las simulaciones numéricas demuestran que el método de optimización propuesto permite reducir el error de estimación entre las variables medidas y calculadas cuando se compara con métodos bien establecidos en la literatura como la optimización por enjambre de partículas y los algoritmos genéticos, entre otros. Todas las simulaciones se realizaron en el entorno de programación MATLAB.

Palabras clave

Optimización por agujeros negros, Estimación de parámetros, Transformadores monofásicos, Minimización del error cuadrático, Modelo de programación no lineal

Materias

Ingeniería Eléctrica - Tesis y disertaciones académicas , Estimación de paramétros , Distribución de energía eléctrica , Abastecimiento de energía eléctrica , Transformadores monofásicos , Programación no-lineal , Agujeros negros

Citación