Integración eficiente de compensadores de potencia reactiva basados en bancos de condensadores para la minimización de los costos de inversión y operación en sistemas de distribución de media tensión. (2024)
Los sistemas de distribución de media tensión presentan un gran problema, el cual corresponde a las pérdidas económicas a causa de la potencia reactiva, una solución es la implementación de sistemas de compensación basados en bancos de condensadores de paso fijo. Para lograr su eficiente dimensionamiento y ubicación óptima, se plantea una función objetivo, la cual minimiza el valor presente neto de los costos de instalación, operación, mantenimiento y pérdidas de energía en la red, teniendo en cuenta las restricciones técnicas y operativas para un correcto funcionamiento del sistema. Para resolver esta problemática se utiliza el algoritmo metaheurístico manada de caballos salvajes, desarrollado en el software MATLAB. Este algoritmo se basa en el comportamiento de los caballos salvajes no territoriales, teniendo en cuenta cuatro conductas principales que corresponden al pastoreo, apareamiento, liderazgo de grupo e intercambio y selección de líderes. Para evaluar las pérdidas en cada una de las iteraciones se utiliza el método de aproximaciones sucesivas y se emplean los sistemas de prueba de 33 y 69 nodos del IEEE. Teniendo en cuenta una curva típica de demanda variable con intervalos de media hora y 48 periodos para un día de operación de la red, esto permite tener un mejor acercamiento a un comportamiento real de un sistema de distribución al realizar una variación con respecto a la potencia máxima en cada periodo. Con el fin de realizar una comparativa se desarrollan pruebas en dos escenarios principales los cuales consisten en desarrollar un caso base sin la implementación de ningún dispositivo de compensación para el sistema y así obtener el valor de la función objetivo. Posteriormente, se efectúa el otro escenario, donde se evalúa el sistema con la instalación de 1,2,3,4 y 5 bancos de condensadores, determinado en cúal de los casos se minimiza las pérdidas económicas y los costos asociados a los bancos de condensadores. Finalmente, se realiza una comparativa con la literatura especializada a fin de validar la eficacia del algoritmo propuesto en esta investigación, obteniendo resultados favorables que enriquecen el estado del arte de esta problemática y se demuestra que el algoritmo manada de caballos salvajes se ajusta adecuadamente a la solución de problemas relacionados al campo de la ingeniería eléctrica, abriendo la posibilidad de realizar nuevos estudios con dicho algoritmo.