Flujo de potencia óptimo en sistemas de transmisión de energía eléctrica

El propósito de este libro es presentar algunos conceptos fundamentales de optimización, propios del campo de la investigación de operaciones, que son aplicados a una de las más importantes infraestructuras de un país: la red de transmisión de energía eléctrica.

La idea del problema de Flujo de potencia Óptimo (FPO) fue introducida a principios de la década de los 60 como una extensión del problema de despacho económico convencional (DEC). Con la llegada del FPO se marcó el fin del periodo clásico de DEC, el cual se desarrolló a lo largo de treinta años usando el método de igual costo incremental. Aunque realmente el DEC y el FPO son ambos problemas de optimización, el primero sólo considera la generación de potencia activa y representa la red eléctrica a través de simples restricciones de igualdad. En el FPO ciertas variables controlables (controles activos y/o reactivos) son ajustadas para minimizar una función objetivo predefinida mientras se satisfacen límites operativos (restricciones de desigualdad) y físicos (restricciones de igualdad) de un sistema eléctrico de potencia (SEP) bajo condiciones de operación estática. Las técnicas de flujo de carga presentadas en el primer libro de esta colección, titulado: Flujo de carga en sistemas de transmisión, resultan necesarias para afrontar los procesos de optimización inherentes al problema de FPO.

Este segundo libro está dirigido a estudiantes de posgrado de Ingeniería Eléctrica, y ciencias afines y ha sido estructurado a partir de las notas de clase del curso 'Flujo de potencia óptimo' ofrecido en el programa de maestría en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Tecnológica de Pereira. Este libro está organizado en ocho capítulos, que comprenden desde una descripción general del problema de FPO, pasando por aspectos básicos de diferentes técnicas de optimización matemática, hasta técnicas de descomposición matemática aplicada a problemas de operación multi-áreas.

CONTENIDO

1. Introducción 

2. Conceptos generales

2.1. Programación matemática 

• Programación Lineal  
• MPI para PL

2.2. Programación No-Lineal  

• Optimalidad de KKT de primer Orden
• PPNL irrestricta
• PPNL con restricciones
• MPI para P PNL 

2.3. Formulación del problema

• FPO FP- AC como problema de PNL  
• FPO Minimización costos combustible
• FPO Minimización de pérdidas activas  
• Planeamiento de Reactivos

3. Modelo lineal FPOR- PL sucesiva 

3.1. Obtención del Modelo Linealizado  

3.2. Solución del Problema de Despacho Reactivo

• Programación lineal sucesiva

3.3. Ejemplo- sistema de tres barras

4. Gradiente descendente para FPO

4.1. FPO 'unicamente con restricciones de igualdad

4.2. FPO con restricciones de desigualdad

4.3. Restricciones funcionales de desigualdad

4.4. Cálculo del paso exploratorio

5. Método de Newton para cálculo de FPO

5.1. Restricciones de desigualdad del FPO  

5.2. Penalidades cuadráticas  

5.3. Límites sobre funciones especiales  

5.4. Restricciones de desigualdad no-lineales

5.5. Formulación acoplada del FPO

5.6. Versión desacoplada del FPO 

6. MPI para FPO-DC

6.1. Modelo de FPO- DC

7. FPOR usando MPI Predictor- Corrector

7.1. Algoritmo Predictor-Corrector

8. FPO Multi-Areas  

8.1. Esquema de descomposición regional 

• Esquemas de descomposición 

8.2. Descomposición matemática

• Descomposición Lagrangiana

8.3. Flujo de potencia óptimo reactivo

• ORPF: esquema centralizado
• Descomposición regional: esquema descentralizado. 
• ORPFMA: Principio del Problema auxiliar
• ORPFMA: DCPO

Bibliografía 

Índice general