Ubicación y Dimensionamiento Óptimo de SVCs Usando Opti-mización por Enjambre de Partículas y Considerando Fuentes de Energía Intermitentes Optimal Location and Sizing of SVCs Using Particle Swarm Op-timization and Considering Intermittent Sources of Energy

Resumen

Este estudio se centra en desarrollar un algoritmo basado en Optimización por Enjambre de Partículas o PSO (Particle Swarm Optimization), para encontrar la ubicación y dimensionamiento óptimo de SVCs (Static Var Compensators) en sis-temas de potencia considerando la incertidumbre de la potencia generada asociada a fuentes solares fotovoltaicos y gene-radores eólicos, con el objetivo de minimizar las pérdidas activas del sistema, mientras se satisfacen las restricciones ope-rativas del mismo. El comportamiento intermitente de las fuentes de energía renovables se toma en cuenta mediante el empleo de muestras representativas de la variación de la irradiancia solar en el caso de los generadores solares fotovoltai-cos, y de la velocidad del viento en el caso de los generadores eólicos; luego, mediante el uso de modelos apropiados, se calcula la potencia de salida de dichos generadores. En la implementación del algoritmo propuesto, se utilizó Matpower® para la obtención de la solución de los flujos de potencia requeridos de una red de prueba IEEE de 300 barras. Los resul-tados muestran que el algoritmo propuesto proporciona soluciones óptimas para la ubicación y dimensionamiento de dis-positivos de compensación de potencia reactiva, disminuyendo las pérdidas totales del sistema, mientras se mantienen los perfiles de tensión en niveles adecuados ante las variaciones de potencia asociada a las fuentes intermitentes de energía. Palabras claves: Energías Renovables, Capacitores, Flujo de Carga, Optimización por Enjambre de Partículas (PSO).

Abstract

This study is focused on developing an algorithm based on Particle Swarm Optimization (PSO), aimed at optimally locating and sizing SVCs (Static Var Compensators) in power systems, considering uncertainties of the output power associated with photovoltaic and wind turbine based generators, with the objective of minimizing the system active power losses, while satisfying operating constraints. The intermittent behavior of the renewable energy sources is considered by using repre-sentative samples of the solar irradiance for the photovoltaic based generators, and the wind speed for the wind turbine based generators; afterwards, by means of appropriate models, the output power of these generators are computed. The proposed algorithm is implemented using Matpower® for the required power flow computaions for an IEEE 300-bus test system. The results showed that the proposed algorithm yields optimal solutions for the location and sizing of reactive pow-er compensators, reducing the total system power losses while the voltaje profiles are kept within adecuate levels inde-pendently of the associated output power variations of the intermittent energy sources.

Keywords: Renewable Energy, Capacitors, Power Flow, Particle Swarm Optimization (PSO).