Implementación de un algoritmo de aceleración del flujo óptimo de potencia (OPF) basado en aproximaciones lineales.
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Date
2023-08
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Publisher
Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)
Abstract
En el presente proyecto de investigación se lleva a cabo la implementación de un algoritmo de aceleración del OPF basado en aproximaciones lineales, en el software AMPL. Se aborda una variedad de sistemas eléctricos, como IEEE de 14 barras, IEEE de 118 barras, el Sistema Nacional de Interconexión (SNI) ecuatoriano y el Sistema de Red Eléctrica IEEE PES 793 barras, el cual deben cumplir con las restricciones técnicas y operativas. El enfoque se basa en un algoritmo de aproximaciones lineales Sucesivas (ALS) que parte del Modelo de Inyección de Bus (BIM) en el análisis de flujo de energía. Posteriormente, se aplica este algoritmo a los sistemas mencionados mediante una modelación de relajación convexa, transformando así el problema en una serie ALS, esto permite acelerar el proceso de cálculo y obtener soluciones eficientes. Sin embargo, es importante tener en cuenta sus propias características y limitaciones del enfoque, realizando un análisis detallado para evaluar su desempeño en diferentes escenarios. Durante la ejecución, se recopilan datos de generadores, barras y líneas de transmisión del sistema eléctrico en estudio, estos datos son esenciales para establecer un modelo adecuado. Se emplean solucionadores como KNITRO7, IPOPT y CONOPT, que son capaces de resolver problemas de optimización. La evaluación y comparación de los resultados obtenidos validan la metodología implementada, garantizando que las soluciones cumplan con las restricciones técnicas y operativas del sistema el cual proporcionen un tiempo computacional satisfactorio.
Description
In the present research project, an OPF acceleration algorithm based on linear approximations is implemented in the AMPL software. Various electrical systems are addressed, such as 14-bus IEEE, 118-bus IEEE, the Ecuadorian National Interconnection System (SNI), and the IEEE PES 793-bus Power Grid System, which must comply with technical and operational constraints. The approach is based on an algorithm of linear successive approximations (ALS) that starts from the Bus Injection Model (BIM) in the energy flow analysis. Subsequently, this algorithm is applied to the mentioned systems through a convex relaxation modeling, thus transforming the problem into an ALS series, speeding up the calculation process, and obtaining efficient solutions. However, it is essential to take into account the characteristics and limitations of the approach, performing a detailed analysis to evaluate its performance in different scenarios. During the execution, data are collected from generators, busbars, and transmission lines of the power system under study, and these data are essential to establish an adequate model. Solvers such as KNITRO, IPOPT, and CONOPT, which are capable of solving optimization problems, are used. The evaluation and comparison of the obtained results validate the implemented methodology, ensuring that the solutions comply with the technical and operational constraints of the system and provide a satisfactory computational time.
Keywords
ACELERACIÓN, ALGORITMO, APROXIMACIONES LINEALES, FLUJO ÓPTIMO DE POTENCIA
Citation
Kevin Alexander Velasco Avilés (2023); Implementación de un algoritmo de aceleración del flujo óptimo de potencia (OPF) basado en aproximaciones lineales. UTC. Latacunga. 88 p.