Solución Multi-Objetivo de Flujos Óptimos de Potencia Mediante un Algoritmo Metaheurístico

Abstract

En nuestros días, los modernos sistemas de potencia se han vuelto cada vez más complejos puesto que con el paso del tiempo se han incorporado nuevas tecnologías como dispositivos FACTS, redes inteligentes y la integración de las novedosas fuentes de energías renovables. Estos elementos vuelven más complejos los modelos matemáticos agregando características estocásticas, funciones no lineales con parámetros mixtos y una gran variedad de restricciones que hacen imposible resolver las ecuaciones que describen el problema mediante métodos convencionales. Estos problemas, que generalmente están relacionados con procesos de optimización multiobjetivo, requieren de la formación de un criterio que permita facilitar la toma de decisiones para la selección de la mejor solución que satisfaga las condiciones operativas del sistema mientras se minimizan los costos, pérdidas o el perfil de voltaje de la red eléctrica. En el presente trabajo se propone y se implementa el algoritmo de polinización de flores modificado (MFPA) para resolver el problema multiobjetivo de flujos óptimos de potencia (MOOPF) y determinar los frentes de Pareto en dos y tres dimensiones que formarán el espacio para la toma de decisiones. Este método es apropiado debido a las siguientes características:  Puede implementarse con funciones no lineales discontinuas, variables discretas y mixtas. Las restricciones se integran fácilmente y pueden ser de cualquier tipo.  Tiene la capacidad de explorar ampliamente el espacio de factibilidad por lo que garantiza la existencia del valor óptimo global y evita el estancamiento prematuro provocado por la naturaleza multimodal del modelo matemático del sistema.  El método puede extenderse a resolver problemas de varios objetivos sin importar la no linealidad o complejidad de las funciones y restricciones operativas. El algoritmo es implementado en la plataforma Matlab y se auxilia de la caja de herramientas de Matpower que es compatible con dicha plataforma. El sistema de prueba empleado en las simulaciones es el IEEE 30 estándar con algunas modificaciones propuestas en la literatura. También se diseñó e implementó una herramienta visual que permite observar el estado del sistema de acuerdo a la solución del problema. Las características antes mencionadas conforman una herramienta útil que puede ser valiosa para el monitoreo y toma de decisiones respecto al estado del sistema de potencia.