Herramienta informática para la decisión de activación de interruptores en redes de distribución ante contingencias

Abstract

Los índices de calidad exigidos a los operadores de red se ven afectados por la duración de las fallas. Una reconfiguración de la red puede reponer el servicio sin necesidad de resolver la falla, mejorando así la calidad de la energía suministrada. En este proyecto se presentan los resultados del desarrollo y de la implementación de una herramienta informática para la reconfiguración de redes distribución. El objetivo de la reconfiguración es mantener el servicio en todos los nodos ante contingencias, respetando los límites de tensión y la cargabilidad de los elementos de la red. Este método brinda una configuración temporal mientras se soluciona la contingencia mediante la apertura y cierre de interruptores de la red, en esta herramienta no se tienen en cuenta las pérdidas por efecto Joule en la escogencia de la nueva configuración. La metodología para determinar que se cumplen las condiciones implica la implementación de un flujo de carga, debido a las características propias de las redes de distribución los métodos convencionales de flujo de carga, como Newton-Raphson, presentan problemas de convergencia, por esto se utiliza el método Forward Backward Sweep, este método está diseñado para sistemas de distribución. En la literatura se encuentra que los métodos de optimización más utilizados para hallar la mejor configuración son algoritmos genéticos y de la colonia de hormigas, para este trabajo se usaron algoritmos genéticos. Todo el desarrollo de la herramienta se hizo en el ambiente MATLAB. La herramienta se probó en los sistemas de prueba IEEE de 13 y 34 nodos, y en una microrred escalada basada en el sistema IEEE 13. Solo en la microrred se hicieron las pruebas en físico de reconfiguración. Se obtuvieron configuraciones en las cuales se cumplen las restricciones planteadas anteriormente, la ejecución de la herramienta tomó tiempos de computo menores a 2 minutos para el sistema IEEE 13.

The quality indexes demanded to power utility companies are affected due to fault’s duration. A reconfiguration of the network could restore the service without repairing the fault, improving the quality of the supplied energy. In this project the results of the development and implementation of a computer program for distribution systems reconfiguration are presented. The purpose of the reconfiguration is to restore the service at all nodes when a fault is present, maintaining the voltage limits and the capacity of the elements. This method provides a temporarily configuration while the fault is repaired by activating some switches in the network, the losses due to Joule effect are not considered for the reconfiguration. To determine if a reconfiguration is acceptable a power flow computation is required, due to the characteristics of the distribution systems, conventional methods, such as Newton-Raphson, have convergence problems, for this reason the Forward-Backward Sweep method, which is designed for distribution systems, is used. In the literature the two most used optimization methods for reconfiguration are genetic algorithms and ant colony optimization, in this work genetic algorithms are used. All the development of the program was made in MATLAB. The program was tested with the IEEE 13 and 34 Nodes test feeders and with a microgrid based on the IEEE 13 nodes test feeder. Only with the microgrid were physical tests performed. Reconfigurations that meet the previous requirements were obtained, the execution time was less than two minutes for the IEEE 13 nodes test feeder.