Método heurístico para la planificación de redes de distribución rural en corriente alterna

Abstract

Los sistemas de distribución de energía eléctrica son parte fundamental del desarrollo económico de los países, esto se puede ver en la estrecha relación entre el producto interno y el crecimiento de la demanda de energía. En este proyecto de grado se estudia el problema de selección de conductores en redes rurales de distribución de energía eléctrica con topología radial y operado en media tensión (i.e., 13.2 kV) desde una única subestación eléctrica. En este estudio se realiza el análisis de un sistema de distribución radial compuesto de 42 posibles rutas de distribución para un sistema de 25 nodos, la idea fundamental es encontrar desde un punto de vista heur´ıstico el mejor subconjunto de líneas de distribución que pueden atender a los usuarios rurales garantizando perfiles de tensión adecuados, pérdidas mínimas y bajos costos de inversión. Para la selección óptima de las rutas de alimentadores se emplea el criterio de árbol de expansión mínima considerando como factores de peso las distancias entre usuarios (distancia euclidiana entre nodos). Una vez definida la topología del sistema de distribución, se definen los calibres de los alimentadores tal que la regulación de voltaje esté dentro de los límites permitidos por la normatividad; adicionalmente, se consideran que la cargabilidad de los conductores no debe superar el 90 % de su capacidad nominal, con el fin de reducir pérdidas de potencia y garantizar la operación adecuada del sistema ante posibles aumentos de consumo por parte de los usuarios en el mediano plazo. En la solución del problema de selección óptima de las rutas alimentadores en redes rurales de distribución se emplea el software MATLAB y la herramienta para árboles de expansión mínima usando el algoritmo de Kruskal; además para la evaluación de las características técnicas de las red de distribución es empleado el software para análisis de sistemas de potencia ETAP 18. Es de notar que ambas herramientas de cómputo son licenciados por la Universidad Tecnológica de Bolívar.