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Integración óptima de D-STATCOMs en redes de distribución radiales y malladas mediante una interfaz MATLAB-GAMS

Optimal Integration of D-STATCOMs in Radial and Meshed Distribution Networks Using a MATLAB-GAMS Interface

dc.contributorMontoya Giraldo, Oscar Danilo
dc.contributorMontoya Giraldo, Oscar Danilo [0000-000-6051-4925]
dc.creatorBarreto Parra, German Francisco
dc.date2024-04-23T16:44:43Z
dc.date2024-04-23T16:44:43Z
dc.date2023-03-04
dc.date.accessioned2025-04-29T21:40:40Z
dc.date.available2025-04-29T21:40:40Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/11349/34561
dc.identifier.urihttp://test.repositoriodigital.com:8080/handle/123456789/95801
dc.descriptionEste trabajo propone una interconexión de las interfaces de software MATLAB y GAMS, las cuales fueron diseñadas con base en una metodología maestro-esclavo, para resolver el problema modelo de programación no lineal de enteros mixtos (MINLP) asociado al problema de localización y dimensionamiento óptimo de compensadores estáticos de distribución (D-STATCOMs) en redes de distribución malladas y radiales, considerando el problema de compensación óptima del flujo de potencia reactiva y el hecho de que las redes tienen cargas comerciales, industriales y residenciales para un escenario de operación diaria. El objetivo de este estudio es reducir los costes anuales de inversión y operación asociados a las pérdidas de energía y a los costes de instalación de los D-STATCOMs. Esta función objetivo se basa en el presupuesto energético clásico y en las restricciones de capacidad del dispositivo. En la etapa maestra, se utiliza el software MATLAB para programar una versión discreta del algoritmo seno-coseno (DSCA), que determina las ubicaciones donde se instalarán los D-STATCOM. En la etapa esclava, utilizando el solver BONMIN del software GAMS y las ubicaciones conocidas de los D-STATCOMs, se resuelve el modelo MINLP que representa el problema en estudio para encontrar el valor de la función objetivo y la potencia nominal de los D-STATCOMs. Para validar la eficacia del optimizador maestro-esclavo propuesto, se utiliza el sistema de prueba IEEE de 33 nodos con topologías radial y mallada. Con este sistema de prueba, se realizaron comparaciones numéricas con la solución exacta del modelo MINLP, utilizando diferentes solvers en el software GAMS, la estrategia genética-convexa, y las versiones discreta-continua del algoritmo genético de Chu y Beasley y el algoritmo de optimización de enjambre salp. Los resultados numéricos muestran que DSCA-BONMIN alcanza una solución global al problema estudiado, lo que convierte al método propuesto en una herramienta eficaz para la toma de decisiones en empresas de distribución.
dc.descriptionThis paper proposes an interconnection of the MATLAB and GAMS software interfaces, which were designed based on a master-slave methodology, to solve the mixed-integer nonlinear programming (MINLP) model problem associated with the problem regarding the optimal location and sizing of static distribution compensators (D-STATCOMs) in meshed and radial distribution networks, considering the problem of optimal reactive power flow compensation and the fact that the networks have commercial, industrial, and residential loads for a daily operation scenario. The objective of this study is to reduce the annual investment and operating costs associated with energy losses and the installation costs of D-STATCOMs. This objective function is based on the classical energy budget and the capacity constraints of the device. In the master stage, MATLAB software is used to program a discrete version of the sine-cosine algorithm (DSCA), which determines the locations where the D-STATCOMs will be installed. In the slave stage, using the BONMIN solver of the GAMS software and the known locations of the D-STATCOMs, the MINLP model representing the problem under study is solved to find the value of the objective function and the nominal power of the D-STATCOMs. To validate the effectiveness of the proposed master-slave optimizer, the 33-node IEEE test system with both radial and meshed topologies is used. With this test system, numerical comparisons were made with the exact solution of the MINLP model, using different solvers in the GAMS software, the genetic-convex strategy, and the discrete-continuous versions of the Chu and Beasley genetic algorithm and the salp swarm optimization algorithm. The numerical results show that DSCA-BONMIN achieves a global solution to the problem under study, making the proposed method an effective tool for decision-making in distribution companies.
dc.descriptionMDPI- Algorithms
dc.formatpdf
dc.formatapplication/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.rightsAtribución 4.0 Internacional
dc.rightsAtribución-CompartirIgual 4.0 Internacional
dc.rightsCC0 1.0 Universal
dc.rightshttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
dc.rightsOpenAccess
dc.rightsAbierto (Texto Completo)
dc.subjectHerramienta de cálculo GAMS
dc.subjectHerramienta de cálculo MATLAB
dc.subjectRedes de distribución
dc.subjectInterconexión de interfaces
dc.subjectCompensadores estáticos de distribución
dc.subjectAlgoritmo de seno y coseno
dc.subjectTopología radial y mallada
dc.subjectMinimización de los costes anuales de explotación
dc.subjectIngeniería Eléctrica --Tesis y disertaciones académicas
dc.subjectOptimización de ubicación y dimensionamiento
dc.subjectRedes de distribución radiales y malladas
dc.subjectCalidad de voltaje y armónicos
dc.subjectGAMS computational tool
dc.subjectMATLAB computational tool
dc.subjectDistribution networks
dc.subjectInterface interconnection
dc.subjectDistribution static compensators
dc.subjectSine and cosine algorithm
dc.subjectRadial and meshed topology
dc.subjectMinimizing annual operating costs
dc.titleIntegración óptima de D-STATCOMs en redes de distribución radiales y malladas mediante una interfaz MATLAB-GAMS
dc.titleOptimal Integration of D-STATCOMs in Radial and Meshed Distribution Networks Using a MATLAB-GAMS Interface
dc.typebachelorThesis
dc.typeProducción Académica
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f


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