Metodología para el análisis de vulnerabilidad de sistemas de potencia incluyendo incertidumbre en las variables

Abstract

Los sistemas de potencia son conjuntos de redes e instalaciones que ofrecen un servicio público de suministro de energía eléctrica esencial para la sociedad y su economía. Una falla en estos sistemas tiene repercusiones de índole económica, ambiental, política o social. Luego de los atentados terroristas del 11 de Septiembre en los Estados Unidos, ha aumentado la importancia de determinar la vulnerabilidad de los sistemas eléctricos de potencia mediante la implementación de metodologías para su análisis. En este trabajo se propone una nueva metodología de análisis de vulnerabilidad de sistemas de potencia. La metodología toma en cuenta aspectos del Proyecto VEGA de Salmeron, Wood y Baldick, y de la Tesis de Evaluación del Riesgo de Tranchita. Se utiliza la Lógica Difusa tipo 2 para modelar la incertidumbre tanto en variables lingüísticas como en variables numéricas. Las variables lingüísticas modelan los factores del entorno geográfico mientras que las variables numéricas modelan los parámetros del sistema de potencia. La metodología implementa un modelo de optimización binivel entera-mixta. En el nivel inferior se minimizan los costos asociados a la generación de energía y a la penalidad por deslastre de carga (objetivo del operador del sistema), mientras que en el nivel superior se maximiza el daño en el sistema de potencia representado por el deslastre de carga (objetivo del atacante).

Abstract. A Power System is a set of networks and assets offering a service of public nature essential for society and its economy. A single fault in a component of the electrical system may have negative economic, environmental, political or social effect on society. After September 11th terrorist attacks in the United States has increased the importance of assessing the Vulnerability of Power Systems to intentional attacks. In this thesis a new methodology for assessing Power System Vulnerability to intentional attacks is proposed. This new methodology takes into account aspects from Salmeron, Wood and Baldick VEGA Project and from Tranchita Risk Assessment Thesis. Type-2 Fuzzy Logic Systems are used to model the uncertainty of linguistic and numerical variables. Linguistic variables model geographical variables of the power system area. Numerical variables model power system parameters. The new methodology implements a mixed-integer optimization model. In the lower level generation costos plus load sheading penalties are minimized in the electrical network (system operator’s objective). In the upper level load shedding resulting from the attack is maximized in the system (attacker’s objective).