Maestría en Ingeniería Eléctrica · 2015
Planeamiento de redes de transmisión considerando despacho hidrotérmico y costos operativos no lineales
El presente trabajo está enfocado en la integración y solución del Despacho Hidrotérmico (DHT) de largo plazo y el problema de Planeamiento de Sistemas de Transmisión, utilizando técnicas de solución exacta como la programación lineal, y técnicas metaheurísticas de optimización como los algoritmos genéticos especializados. Inicialmente se muestran las características generales que definen el problema del despacho hidrotérmico, modelos matemáticos popularmente empleados, así como las técnicas de optimización empleadas para su solución, y su estado del arte. Posteriormente es explicado el problema de Planeamiento de Sistemas de transmisión, junto con los modelos matemáticos populares para su solución, el estado del arte del problema donde se muestran las técnicas de solución empleadas.
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Contenido
- TABLA DE CONTENIDOp. 7
- INDICE DE FIGURASp. 10
- INDICE DE TABLASp. 11
- CAPITULO 1p. 13
- INTRODUCCIÓNp. 13
- 1.1 DEFINICION DEL PROBLEMAp. 15
- 1.2 OBJETIVO GENERALp. 18
- 1.3 OBJETIVOS ESPECIFICOSp. 18
- DESPACHO HIDROTERMICOp. 20
- 2.1 INTRODUCCIONp. 20
- 2.2 DIMENSIÓN TEMPORALp. 21
- 2.2.1 DESPACHO HIDROTERMICO DE LARGO PLAZO (DHTLP)p. 21
- 2.2.2 DESPACHO HIDROTERMICO DE MEDIANO PLAZO (DHTMP)p. 21
- 2.2.3 DESPACHO HIDROTERMICO DE CORTO PLAZO (DHTCP)p. 22
- 2.3 CARACTERISTICAS DEL PROBLEMAp. 23
- 2.3.1 DINAMICOp. 23
- 2.3.2 ESTOCASTICOp. 23
- 2.3.2.1 HIDROLOGIAp. 23
- 2.3.2.2 DEMANDAp. 24
- 2.3.2.3 NO LINEALIDADESp. 25
- 2.3.2.4 CADENAS HIDRAULICASp. 25
- 2.4 CENTRALES HIDROELECTRICASp. 25
- 2.4.1 CLASIFICACIONp. 26
- 2.4.1.1 DE ACUERDO A LA CAPACIDAD DE GENERACION DE ENERGIAp. 26
- 2.4.1.2 CENTRALES A FILO DE AGUAp. 26
- 2.4.1.2 CENTRALES CON EMBALSEp. 27
- 2.1.4.3 RELACION TURBINA GENERADORp. 27
- 2.1.4.4 CAIDA LIQUIDAp. 28
- 2.5 CENTRAL TERMOELECTRICAp. 28
- 2.5.3 COSTOS DE LAS CENTRALES TERMICASp. 30
- 2.5.3.1 INVERSIONp. 30
- 2.5.3.2 OPERACIÓNp. 30
- 2.6 VERTIMIENTOp. 31
- 2.7 ESTADO DEL ARTE DEL DESPACHO HIDROTERMICOp. 32
- ELECTRICOSp. 34
- 3.1 INTRODUCCIONp. 20
- ELECTRICOSp. 34
- 3.3 PLANEAMIENTO DE LA EXPANSION EN COLOMBIAp. 36
- HIDROTERMICOp. 40
- 4.1 MODELO MATEMATICO DEL DESPACHO HIDROTERMICOp. 41
- 4.1.1 BALANCE DE CARGA (PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF)p. 41
- 4.1.2 BALANCE HIDRAULICOp. 41
- 4.1.3 LIMITE DE VOLUMEN EN LOS EMBALSESp. 42
- 4.1.4 LIMITE DE TURBINAMIENTOp. 42
- 4.1.5 LIMITES DE GENERACION EN LAS CENTRALESp. 42
- ELECTRICOSp. 34
- 4.3.1 MODELO DCp. 45
- 4.3.1.1 BALANCE DE CARGA (PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF)p. 41
- 4.3.1.2 SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF EN LOS CORREDORESp. 46
- 4.3.1.3 CAPACIDAD DE LOS CORREDORESp. 46
- 4.3.1. 4 LIMITES OPERATIVOS EN NODOS GENERADORESp. 46
- 4.3.1.5 LIMITE DE RACIONAMIENTO ELECTRICOp. 47
- 4.3.1.6 LIMITE DE LINEAS CANDIDATAS POR CORREDORp. 47
- 4.3.1.7 ANGULO DEL NODO SLACKp. 47
- 4.4 ALGORITMO GENETICO DE CHU-BEASLEYp. 48
- 4.4.1 GENERACION DE LA POBLACION INICIALp. 48
- 4.4.2 MECANISMO DE SELECCIÓN POR TORNEOp. 49
- 4.4.3 RECOMBINACION DE UN PUNTOp. 50
- 4.4.4 MUTACIONp. 51
- 4.4.6 REEMPLAZOp. 52
- 4.4.7 CRITERIO DE ASPIRACIONp. 53
- 4.5 PROGRAMACION LINEALp. 55
- 4.5.1 INTRODUCCIONp. 20
- 4.5.2 CONSIDERACIONESp. 55
- 4.5.3 LENGUAJE DE PROGRAMACION C++ y CPLEXp. 57
- DE SISTEMAS DE TRANSMISIONp. 58
- ANALISIS Y RESULTADOSp. 62
- 5.1 INTRODUCCIONp. 20
- 5.2 COSTOS DE OPERACIÓN CUADRATICOSp. 62
- CONCLUSIONESp. 76
- TRABAJOS FUTUROSp. 78
- TRABAJOS PUBLICADOSp. 79
- BIBLIOGRAFIAp. 80
- APENDICE A. DATOS DEL SISTEMA PROPUESTOp. 84
- Figura 1. Central termoeléctricap. 29
- Figura 2. Curva de costos de una central termoeléctricap. 31
- Figura 3. Representación gráfica de la linealización por tramosp. 44
- Figura 4. Ejemplo de una población inicialp. 49
- Figura 5. Ejemplo de Recombinación de un puntop. 50
- Figura 6. Ejemplo de mutación de un atributo de la poblaciónp. 51
- Figura 7. Diagrama de flujo del Algoritmo Genético Chu-Beasleyp. 54
- Figura 9. Representación de un sistema de potencia en nodo únicop. 63
- cuadrado linealizadop. 66
- linealizado, para todos los escenariosp. 67
- escenario neutralp. 69
- cuadrático linealizadop. 71
- planeamiento sin considerar despachop. 73
- Figura 19. Desempeño del algoritmo con la mejor solución encontradap. 73
- Figura 20. Desempeño del algoritmo con variación de tasa de mutaciónp. 74
- población inicialp. 75
- diferentes modelosp. 66
- linealizadop. 63
- del modelo cuadrático linealizadop. 70
- modelo cuadrático linealizadop. 69
- Tabla 5. Propuestas de Inversión sin considerar DHT, y considerando DHTp. 72