Montoya Giraldo, Oscar DaniloPradilla Rozo, Julián DavidVega Forero, Julián Alejandro2024-08-132024-08-132023-04-13http://hdl.handle.net/11349/39632Este estudio aborda el problema de seleccionar los calibres de los conductores para redes de distribución de media tensión con configuraciones radiales. El modelo de optimización que representa este problema forma parte de los modelos de programación no lineal de enteros mixtos (MINLP), en los que se debe resolver un flujo de potencia para cada combinación posible de tamaños de conductores. El objetivo principal de este problema de optimización es encontrar el mejor conjunto de tamaños de conductores que minimicen una función objetivo económica compuesta por los costos totales de los materiales conductores sumados con los costos anuales esperados de las pérdidas de energía proponiendo una nueva metodología de optimización híbrida de la familia de métodos de optimización combinatoria. Para resolver el modelo MINLP, Se presenta un método de optimización maestro-esclavo basado en la versión modificada del optimizador metaheurístico basado en gradientes (MGbMO) combinado con el método de flujo de potencia de aproximación sucesiva para redes de distribución desequilibradas. El MGbMO define el conjunto de calibres de conductores asignables para cada línea de distribución mediante una codificación entera. La etapa esclava (flujo de energía trifásico) cuantifica las pérdidas totales de energía y sus costos operativos anuales esperados. Los resultados numéricos en las redes IEEE de 8, 27 y 85 buses demuestran la efectividad del optimizador maestro-esclavo propuesto en comparación con múltiples métodos de optimización combinatoria (algoritmo de búsqueda de vórtice, el optimizador metaheurístico de Newton, el tradicional y Chu y Beasley). algoritmos genéticos y los enfoques de búsqueda tabú). Se analizaron dos escenarios en cuanto al comportamiento de la demanda para las redes IEEE de 8 y 27 buses: se consideró una operación de carga pico y, para la red IEEE de 85 buses, se consideró el comportamiento de la demanda diaria, incluyendo la presencia de generadores renovables. . La red de 85 buses permitió evidenciar que el escenario operativo más realista para la selección de conductores es el caso donde se implementa una curva de demanda ya que se encontraron reducciones superiores al 40% en la inversión anual y costos de operación en comparación con la condición de operación de carga pico. Todas las validaciones numéricas se realizaron en el software MATLAB.This study addresses the problem of selecting the conductor sizes for medium-voltage distribution networks with radial configurations. The optimization model that represents this problem is part of the mixed-integer non-linear programming (MINLP) models, in which a power flow must be solved for each possible combination of conductor sizes. The main objective of this optimization problem is to find the best set of conductor sizes that minimize an economic objective function composed of the total costs of conducting materials added with the expected annual costs of the energy losses by proposing a new hybrid optimization methodology from the family of combinatorial optimization methods. To solve the MINLP model, a master–slave optimization method based on the modified version of the gradient-based metaheuristic optimizer (MGbMO) combined with the successive approximation power flow method for unbalanced distribution networks is presented. The MGbMO defines the set of conductor sizes assignable for each distribution line using an integer codification. The slave stage (three-phase power flow) quantifies the total power losses and their expected annual operating costs. Numerical results in the IEEE 8-, 27-, and 85-bus grids demonstrate the effectiveness of the proposed master–slave optimizer when compared with multiple combinatorial optimization methods (vortex search algorithm, the Newton-metaheuristic optimizer, the traditional and Chu and Beasley genetic algorithms, and the tabu search approaches). Two scenarios regarding the demand behavior were analyzed for the IEEE 8- and 27-bus grids: a peak load operation was considered, and, for the IEEE 85-bus grid, the daily demand behavior, including the presence of renewable generators, was considered. The 85-bus grid allowed showing that the most realistic operative scenario for selecting conductors is the case where a demand curve is implemented since reductions over 40% in the annual investment and operating costs were found when compared to the peak load operating condition. All numerical validations were performed in MATLAB software.pdfengCC0 1.0 Universalhttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/Métodos de optimización combinatoriaRedes de distribución desequilibradasSelección óptima de conductoresCostos de inversión y operaciónFlujo de potencia trifásicobachelorThesisIngeniería Eléctrica -- Tesis y disertaciones académicasOptimización de redes de distribución, metaheurísticas y flujo de potenciaProgramación no lineal de enteros mixtos y redes trifásicasSostenibilidad y eficiencia energética en sistemas eléctricosOpenAccessCombinatorial optimization methodsUnbalanced distribution networksOptimal conductor selectionInvestment and operating costsThree-phase power flowAbierto (Texto Completo)