RECONFIGURACIÓN DE REDES ELÉCTRICAS DE MEDIA TENSIÓN BASADA EN EL ALGORITMO DE PRIM

Abstract

RESUMEN En este trabajo se presenta un nuevo algoritmo que permite reconfigurar un sistema de distribución (SD) de energía eléctrica minimizando la energía no suministrada (ENS). El SD se modela utilizando teoría de grafos, mientras que la ENS se formula recursivamente y se parametriza en términos de los índices de confiabilidad del SD. Empleando esta modelación se transforma el problema de optimización en el problema de encontrar el árbol de mínima expansión (AME) a partir del grafo que modela al SD, donde la métrica de distancia utilizada corresponde a la ENS a cada nodo del SD. Para encontrar de manera eficiente el AME se utiliza el algoritmo de Prim, ya que pertenece a la clase de algoritmos voraces en el cálculo del AME. Adicionalmente, se propone un algoritmo que realiza una revisión del AME obtenido analizando las topologías que fueron descartadas aleatoriamente durante el proceso de decisión. El desempeño del algoritmo de optimización se evalúa en sistemas de pruebas y en dos sistemas eléctricos reales. Palabras clave: Algoritmo de Prim, reconfiguración, energía no suministrada, métodos de optimización, distribución de potencia. ABSTRACT This paper presents a novel algorithm to reconfigure an electric power distribution network (EPDN) minimizing its nonsupplied energy (NSE). The EPDN is modeled using graph theory and the NSE is recursively formulated in terms of the reliability parameters of the EPDN. Based on this mathematical model, we transform the original optimization problem into the graph theory problem of finding the minimum spanning tree (MST) of a given graph, which models the EPDN. The distance metric employed by the searching algorithm is the NSE. In order to efficiently find the MST, Prim´s algorithm is employed due to is greedy search behavior. In addition, a backtracking algorithm is used to check the MST obtained. The backtracking algorithm analyzes all the candidate topologies that were randomly discarded during the decision process. The performance of the optimization algorithm is evaluated by using testing systems and two actual EPDNs. INTRODUCCIÓN Los sistemas de suministro eléctrico son los encargados de generar, transmitir y distribuir la energía eléctrica desde los centros de generación a los consumidores finales, por lo tanto, cualquier falla en una de sus etapas genera pérdidas importantes tanto para las empresas del rubro como para los clientes. Hoy en día la calidad del servicio eléctrico de los sistemas de distribución (SD) de media tensión (MT) están siendo fiscalizado de manera más rigurosa gracias a una nueva ley de calidad de suministro eléctrico [1]. Una falla en un SD modifica severamente los índices de calidad de la empresa distribuidora, generando con ello importantes pérdidas económicas. Encontrar la red de MT que opere en forma radial usando los elementos más confiables hará que disminuya su probabilidad de falla, lo que implica