Elaboración de un modelo de planificación dinámica para la expansión óptima de redes de transmisión de energía eléctrica en sistemas de generación hidrotérmica.

Marín Minda, Pedro Antonio

2018-10-09

Marín Minda, P. A. (2018). Elaboración de un modelo de planificación dinámica para la expansión óptima de redes de transmisión de energía eléctrica en sistemas de generación hidrotérmica. 119 hojas. Quito : EPN.
T-IE/4761/CD 9188

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Plazarte Achig, Juan Carlos, director

This work includes the development and implementation of an optimization model for dealing with the problem of power transmission systems expansion planning. For the solution of the problem, mixed-integer linear programming formulation is based on DC power flow equations and transmission network technical and operational constraints. A valid methodology for dynamic planning of transmission systems expansion is configured. Implementation of the solution algorithm takes place in MATLAB programming environment, using its default optimization tools. As application examples, Garver 6-bus and IEEE 39-bus test systems are used, widely used networks in optimizing studies, starting on systems modeling on DIgSILENT PowerFactory®, which facilitates handling of its components data and parameters. Due to the use of linear programming, submit solutions to technical and economic viability analysis which consists in AC power flows simulations and with these solutions, conduct a financial assessment to establish total costs of the system expansion. To give a broader perspective to the planning study, operation scenarios that can occur in power systems with hydrothermal production are considered, these scenarios are based on the amount of available water resources. Optimal expansion plans for high and low hydrology scenarios are obtained.

El presente trabajo de titulación comprende la elaboración y aplicación de un modelo de optimización destinado a resolver el problema de planificación de la expansión de un sistema de transmisión de energía eléctrica. Para la solución del problema se utiliza algoritmos matemáticos de programación lineal entera-mixta y la formulación se basa en las ecuaciones de flujos de potencia DC y las restricciones técnicas y operativas propias de una red de transmisión. Se ha configurado una metodología válida para planificación dinámica de la expansión de un sistema de transmisión. La implementación del algoritmo de solución se desarrolla en el entorno de programación de MATLAB haciendo uso de sus herramientas de optimización. Como ejemplos de aplicación se emplean los sistemas de prueba de Garver de 6 barras e IEEE de 39 barras utilizados ampliamente en estudios de optimización, se parte de la modelación de los sistemas mediante el software DIgSILENT PowerFactory®, con lo cual se facilita el manejo de los datos y parámetros de sus componentes. Debido a la utilización de programación lineal, se someten las soluciones a un análisis de viabilidad técnica y económica, que consiste en simular flujos de potencia en corriente alterna para la operación en estado estable de los sistemas de transmisión y con estas soluciones, realizar una evaluación financiera para establecer el costo total de expansión. Para darle una perspectiva más amplia al estudio de planificación se consideran escenarios de operación que pueden darse en sistemas de potencia con producción hidrotérmica, escenarios basados en la cantidad de recurso hídrico disponible. Se obtiene un plan de expansión óptimo para los escenarios de hidrología alta y baja.

SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA; PROGRAMACIÓN; ALTO VOLTAJE;