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Selección óptima de conductores en redes de distribución trifásicas utilizando el algoritmo metaheurístico de Newton

Optimal selection of conductors in three-phase distribution networks using the newton metaheuristic algorithm

dc.contributorMontoya, Oscar Danilo
dc.creatorMontoya, Oscar Danilo
dc.creatorNivia-Torres, Daniel Julián
dc.creatorSalazar-Alarcón, Guillermo Alejandro
dc.date2023-02-21T01:42:06Z
dc.date2023-02-21T01:42:06Z
dc.date2022-05-16
dc.date.accessioned2025-04-29T21:34:17Z
dc.date.available2025-04-29T21:34:17Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/11349/30637
dc.identifier.urihttp://test.repositoriodigital.com:8080/handle/123456789/93769
dc.descriptionContexto: El crecimiento acelerado de las ciudades y áreas rurales requiere de la adecuada expansión del sistema eléctrico de distribución para atender de manera eficiente, confiable y segura los requerimientos de energía eléctrica de usuarios comerciales, residenciales e industriales. Para atender a los diferentes usuarios de la red eléctrica, una metodología típica empleada por los operadores de red corresponde a la asignación óptima de los calibres de los conductores asociados a las rutas de distribución, teniendo en cuenta su costo de inversión y operación para un horizonte de planeación determinando. Método: Para resolver el problema de selección óptima en redes de distribución trifásicas, se propone la aplicación de un algoritmo de optimización de la familia de las técnicas combinatoriales conocido como algoritmo metaheurístico de Newton (AMN). La principal ventaja del AMN es que emplea reglas de evolución basadas en la primera y segunda derivadas de la función objetivo, las cuales se aplican a cada individuo de la población. Además, las reglas de evolución del AMN hacen que este algoritmo tenga un balance adecuando entre la exploración y la explotación del espacio de soluciones a medida que avanza el proceso iterativo. Resultados: Validaciones numéricas en dos sistemas de distribución trifásicos compuestos de 8 y 27 nodos con escenarios de operación balanceada y desbalanceada demuestran que el AMN alcanza la solución óptima reportada en la literatura para el sistema de 8 nodos y mejora los reportes científicos para el sistema de prueba de 27 nodos en ambos escenarios de prueba. Conclusiones: Los resultados obtenidos mediante la aplicación del AMN al problema de selección óptima de conductores en sistemas de distribución demuestran la eficacia de la metodología de solución propuesta para problemas de programación no lineal entera mixta en ingeniería eléctrica con tamaños exponenciales del espacio de soluciones. Además, los resultados reportados para los sistemas de prueba de 8 y 27 nodos constituyen un punto de referencia para futuras investigaciones.
dc.descriptionContext: The accelerated growth of cities and rural areas requires the adequate expansion of electrical distribution systems in order to meet the electrical energy requirements with efficiency, reliability, and safety for commercial, residential, and industrial users. To serve the different users of the electrical network, a typical methodology used by network operators corresponds to the optimal assignment of the calibers of the conductors associated with the distribution routes. This selection is made while considering its cost of investment and operation for a determined planning horizon. Method: To solve the problem regarding optimal selection in three-phase distribution networks, the application of an optimization algorithm of the family of combinatorial techniques known as Newton’s metaheuristic algorithm (NMA) is proposed. The main advantage of the NMA is that it uses evolution rules based on the first and second derivatives of the objective function, which are applied to each individual in the population. In addition, the evolution rules of the NMA cause this algorithm to have a proper balance between the exploration and exploitation of the solution space as the iterative process advances. Results: Numerical validations in two three-phase distribution systems composed of 8 and 27 nodes with balanced and unbalanced operation scenarios show that the NMA reaches the optimal solution reported in the literature for the 8-node system and improves the scientific reports for the 27-node test system in both test scenarios. Conclusions: The results obtained through the application of the NMA to the problem regarding the optimal selection of conductors in distribution systems demonstrate the effectiveness of the proposed solution methodology for mixed integer nonlinear programming problems in electrical engineering with exponential sizes of the solution space. Furthermore, the reported results for the 8-node and 27-node test systems constitute a benchmark for further research.
dc.formatpdf
dc.formatapplication/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rightsOpenAccess
dc.rightsAbierto (Texto Completo)
dc.subjectAlgoritmo metaheurístico de Newton
dc.subjectRedes de distribución trifásicas
dc.subjectSistemas eléctricos desbalanceados
dc.subjectFlujo de potencia trifásico
dc.subjectSelección óptima de conductores
dc.subjectOptimización combinatorial
dc.subjectIngeniería Eléctrica - Tesis y disertaciones académicas
dc.subjectRedes eléctricas
dc.subjectDistribución de energía eléctrica
dc.subjectConsumo de energía eléctrica
dc.subjectElectricidad - Dispositivos de distribución
dc.subjectNewton’s metaheuristic algorithm
dc.subjectThree-phase distribution networks
dc.subjectUnbalanced electrical systems
dc.subjectThree-phase power flow
dc.subjectOptimal selection of conductors
dc.subjectCombinatorial optimization
dc.titleSelección óptima de conductores en redes de distribución trifásicas utilizando el algoritmo metaheurístico de Newton
dc.titleOptimal selection of conductors in three-phase distribution networks using the newton metaheuristic algorithm
dc.typebachelorThesis
dc.typeProducción Académica
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f


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