Optimal Phase Balancing Planning for Loss Reduction in Distribution Systems using a Specialized Genetic Algorithm



Título del documento: Optimal Phase Balancing Planning for Loss Reduction in Distribution Systems using a Specialized Genetic Algorithm
Revista: Ingeniería y ciencia
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000354251
ISSN: 1794-9165
Autores: 1
1
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Instituciones: 1Universidad Tecnológica de Pereira, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Pereira, Risaralda. Colombia
Año:
Periodo: Ene-Jun
Volumen: 8
Número: 15
Paginación: 121-140
País: Colombia
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español La operaci ́on desbalanceada de los sistemas de distribuci ́ on deteriora la calidad de la potencia y aumenta los costos de inversi ́on y operaci ́o n. La reconfigura- ci ́on de alimentadores y el intercambio de fases son los dos p rincipales enfoques para balance de fases, siendo el primero m ́as dif ́ıcil de lle var a cabo debido al n ́umero reducido de seccionalizadores disponibles en la ma yor ́ıa de los sistemas de distribuci ́on. Por otro lado, el intercambio de fases con stituye una alterna- tiva directa, efectiva y de bajo costo para el balance de fase s. La contribuci ́on principal de este art ́ıculo es la propuesta de un modelo de op timizaci ́on y una t ́ecnica de soluci ́on para el planeamiento de balance de fas es en sistemas de distribuci ́on. En cuanto al modelo de optimizaci ́on, se pro pone una formula- ci ́on no lineal entera mixta. Por otro lado, la t ́ecnica de sol uci ́on propuesta consiste en un algoritmo gen ́etico especializado. Para mos trar la eficacia de la metodolog ́ıa propuesta varios ensayos son realizados con d os sistemas de dis- tribuci ́on de 37 y 19 barras, este ́ultimo con diferentes mod elos de carga. Los resultados muestran que adem ́as de conseguir el objetivo pri ncipal de reduc- ci ́on de p ́erdidas, el balance de fases permite obtener otro s beneficios t ́ecnicos como el mejoramiento del perfil de tensiones y reducci ́on de l a congesti ́on en las l ́ıneas del sistema
Resumen en inglés Unbalanced operation of distribution systems deteriorates power quality and increases investment and operation costs. Feeder reconfigu ration and phase swapping are the two main approaches for load balancing, bei ng the former more difficult to execute due to the reduced number of sectional izing switches available in most distribution systems. On the other hand, pha se swapping constitutes a direct, effective and low cost alternative for load balancing. The main contribution of this paper is the proposal of an optimiz ation model and a solution technique for phase balancing planning in distrib ution systems. As regards the optimization model, a mixed integer nonlinear pr ogramming for- mulation is proposed. On the other hand, the proposed solutio n technique consists on a specialized genetic algorithm. To show the effe ctiveness of the proposed approach, several tests are carried out with two di stribution systems of 37 and 19 buses, this last one with different load models. Re sults showed that in addition to the achievement of the primary objective of loss reduction, phase balancing allows obtaining other technical benefits s uch as improvement of voltage profile and alleviation of congested lines
Resumen en portugués A opera ̧c ̃ao desbalanceada dos sistemas de distribui ̧c ̃ao deteriora a qualidade da potˆencia e aumenta os custos de investimento e opera ̧c ̃a o. A reconfigura ̧c ̃ao de alimentadores e o intercambio de fases s ̃ao as principais abordagens para o balan ̧co de fases, sendo o primeiro o mais dif ́ıcil de reali zar devido ao re- duzido n ́umero de chaves de manobra dispon ́ıveis na maioria dos sistemas de distribui ̧c ̃ao. Por outro lado, o intercambio de fases cons titui uma alternativa direta, efetiva e de baixo custo para o balan ̧co de fases. Nest e artigo prop ̃oe- se um modelo de otimiza ̧c ̃ao e uma t ́ecnica de solu ̧c ̃ao para o planejamento de balan ̧co de fases em sistemas de distribui ̧c ̃ao. Quanto ao modelo de oti- miza ̧c ̃ao, prop ̃oe-se uma formula ̧c ̃ao n ̃ao-linear intei ra mista. Por outro lado, a t ́ecnica de solu ̧c ̃ao proposta consiste em um algoritmo gen ́etico especializado. Para mostrar a efic ́acia da metodologia proposta, v ́arios tes tes foram reali- zados com dois sistemas de distribui ̧c ̃ao de 37 e 19 barras, e ste ́ultimo com diferentes modelos de demanda. Os resultados mostram que al ́e m de atingir o objetivo principal de redu ̧c ̃ao de perdas, o balan ̧co de fa ses permite obter outros benef ́ıcios t ́ecnicos como o melhoramento do perfil d e tens ̃oes e redu ̧c ̃ao do congestionamento nas linhas do sistema
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería eléctrica,
Sistemas de distribución,
Balance de fases,
Pérdida de energía,
Planeación óptima,
Algoritmos genéticos
Keyword: Engineering,
Electrical engineering,
Electric energy,
Distribution systems,
Phase balance,
Energy loss,
Optimal planning,
Genetic algorithms
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