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Application of the SSA for optimal reactive power compensation in radial and meshed distribution using D-STATCOMs

Application of the SSA for optimal reactive power compensation in radial and meshed distribution using D-STATCOMs

dc.contributorMontoya Giraldo, Oscar Danilo
dc.contributorMontoya Giraldo, Oscar Danilo [0000-0001-6051-4925]
dc.creatorFonseca Díaz, Cristian David
dc.creatorMora Burbano, Javier Andrés
dc.date2023-08-30T17:28:58Z
dc.date2023-08-30T17:28:58Z
dc.date2022-09-19
dc.date.accessioned2025-04-29T21:30:28Z
dc.date.available2025-04-29T21:30:28Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/11349/32015
dc.identifier.urihttp://test.repositoriodigital.com:8080/handle/123456789/92566
dc.descriptionEste trabajo aborda el problema de la colocación y el dimensionamiento óptimo de los compensadores estáticos de distribución (D-STATCOMs) en redes de distribución radiales y malladas. Estas redes redes consideran cargas industriales, residenciales y comerciales dentro de un escenario de operación diaria. El problema de compensación óptima del flujo de potencia reactiva se formula a través de un modelo de programación no lineal mixto-integro (MINLP). La función objetivo está asociada a la minimización de las pérdidas de energía esperadas para un año de operación considerando los costes de inversión de los D-STATCOMs. Para resolver el modelo MINLP, se propone la aplicación de un enfoque de optimización maestro-esclavo que combina el algoritmo de enjambre de salpas (SSA) en la etapa maestra y el método de flujo de potencia matricial hacia atrás/hacia adelante en la etapa esclava. La etapa maestra se encarga de definir la ubicación nodal óptima y los tamaños de los D-STATCOM, mientras que la etapa esclava se ocupa de la solución del flujo de potencia para determinar la energía anual esperada. Esto con el fin de determinar los costes de pérdidas de energía anuales previstos para cada combinación de nodos y tamaños de los D-STATCOMs proporcionados por el SSA. Para validar la eficacia del optimizador maestro-esclavo propuesto, se seleccionó la red IEEE de 33 buses como alimentador de prueba. Las comparaciones numéricas se realizaron comparaciones numéricas con la solución exacta del modelo MINLP con diferentes solucionadores en el sistema general de modelado algebraico (GAMS). Todas las simulaciones del enfoque maestro-esclavo se implementaron en el entorno de programación MATLAB (versión 2021b). Los resultados numéricos mostraron que el SSA puede proporcionar múltiples soluciones posibles para el problema estudiado, con pequeñas variaciones en la función objetivo final, lo que convierte al enfoque propuesto en una herramienta eficaz para la toma de decisiones en las empresas de distribución.
dc.descriptionThis paper deals with the problem regarding the optimal placement and sizing of distribution static compensators (D-STATCOMs) in radial and meshed distribution networks. These grids consider industrial, residential, and commercial loads within a daily operation scenario. The optimal reactive power flow compensation problem is formulated through a mixed-integer non linear programming (MINLP) model. The objective function is associated with the minimization of the expected energy losses costs for a year of operation by considering the investment costs of D-STATCOMs. To solve the MINLP model, the application of a master–slave optimization approach is proposed, which combines the salp swarm algorithm (SSA) in the master stage and the matricial backward/forward power flow method in the slave stage. The master stage is entrusted with defining the optimal nodal location and sizes of the D-STATCOMs, while the slave stage deals with the power flow solution to determine the expected annual energy losses costs for each combination of nodes and sizes for the D STATCOMs as provided by the SSA. To validate the effectiveness of the proposed master–slave optimizer, the IEEE 33-bus grid was selected as a test feeder. Numerical comparisons were made against the exact solution of the MINLP model with different solvers in the general algebraic modeling system (GAMS) software. All the simulations of the master–slave approach were implemented in the MATLAB programming environment (version 2021b). Numerical results showed that the SSA can provide multiple possible solutions for the studied problem, with small variations in the final objective function, which makes the proposed approach an efficient tool for decision-making in distribution companies.
dc.descriptionOscar Danilo Montoya Giraldo
dc.formatpdf
dc.formatapplication/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.rightsCC0 1.0 Universal
dc.rightshttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
dc.rightsOpenAccess
dc.rightsAbierto (Texto Completo)
dc.subjectSVC
dc.subjectAlgoritmo de enjambre de Salpas
dc.subjectCurvas de carga
dc.subjectRedes de distribución enmalladas
dc.subjectRedes de distribución radiales
dc.subjectIngeniería Eléctrica -- Tesis y disertaciones académicas
dc.subjectCompensadores estáticos de distribución (D-STATCOMs)
dc.subjectRedes de distribución radiales y malladas
dc.subjectProgramación no lineal mixto-integro (MINLP)
dc.subjectFlujo de potencia
dc.subjectSalp swarm optimization algorithm
dc.subjectDaily load curves
dc.subjectMeshed distribution networks
dc.subjectRadial distribution networks
dc.subjectDistribution static compensators
dc.titleApplication of the SSA for optimal reactive power compensation in radial and meshed distribution using D-STATCOMs
dc.titleApplication of the SSA for optimal reactive power compensation in radial and meshed distribution using D-STATCOMs
dc.typebachelorThesis
dc.typeProducción Académica
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f


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