Metodología de gestión de potencia reactiva para mejorar el margen de estabilidad de voltaje en sistemas eléctricos de potencia descentralizados

Abstract

Resumen: La gestión de potencia reactiva es una de las tareas más importantes para el control de un sistema de potencia, en este trabajo se propone una metodología de gestión de potencia reactiva con el objetivo de mejorar el margen de estabilidad de voltaje en sistemas de potencia. Se presenta una estrategia de división del sistema de potencia en áreas de control de voltaje utilizando el criterio de distancia eléctrica y agrupamiento. La gestión de potencia reactiva se formula como un problema de optimización multi-objetivo, donde se minimizó simultáneamente las pérdidas del sistema y el índice de estabilidad de voltaje, en la solución del problema se utiliza la técnica de evolución diferencial. La metodología se validó en dos casos de estudio, IEEE – 14 barras y IEEE – 30 barras, el resultado obtenido fue satisfactorio, se redujo las pérdidas del sistema y se mejoró el índice de estabilidad de voltaje mediante el ajuste de las variables de control de potencia reactiva, voltajes en los generadores, cambiadores de tomas en los transformadores, y utilización de bancos de condensadores conmutables.

Abstract: Reactive power management is one of the most significant tasks for control of the power system. In this work a methodology for reactive power management is proposed in order to improve the voltage stability margin in power system. A strategy for identification of voltage control areas is presented using electrical distance criterion and clustering by k-means clustering algorithm. The reactive power management is formulated as a multi-objective optimization problem for minimization of power losses and voltage stability index simultaneously with equality and inequality constraints. The problem is solved using differential evolution. The proposed methodology was tested on the standard IEEE – 14 and IEEE – 30 bus systems. The reactive power management reduces power system losses and improve the voltage stability index by adjusting the reactive power control variables such as generator voltages, transformer tap – settings and capacitor banks.