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1 1 COM1SION NACIONAL DE INVESTIGACION CIENCIA Y TECNOLOGIA

VERSION OFICIAL

FECHA: 02/11/2009

PROYECTO INICIACION N°11070019

INVESTIGADOR RESPONSABLE: JORGE EDUARDO MENDOZA BAEZA

FONDO NACIONAL DE DESARROLLO CIENTIFICO Y TECNOLOGICO (FONDECYT) Bernarda Morín 551, Providencia - casilla 297-y, Santiago 21

Telefono: 435 43 50 FAX 365 4435 Email: informes .fondecytconicyt.cI

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N°PROYECTO: 11070019

INVESTIGADOR(A) RESPONSABLE: JORGE EDUARDO MENDOZA BAEZA RUT: 13.108.019-0

TITULO PROYECTO: A DISTRII3UTION NETWORK MULTIOBJECTIVE RECONFIGURATION MODEL FOR

EFFICIENT ENERGY USE AND IMPROVEMENT OF POWER QUALITY

DISCIPLINA PRINCIPAL: INGENIERIA ELECTRICA (INC POTENCIA)

CÓDIGO DE TRANSACCIÓN: 633D0EDC0400A6F49C 1A4DEF9FEO9A3F

FECHA DE RECEPCIÓN: 02111/2009

*

INFORME FINAL

PROYECTO FONDECYT INICIACION

N° PROYECTO: 11070019 DURACIÓN: 2 años AÑO ETAPA: 2008 TÍTULO PROYECTO: A DISTRIBUTION NETWORK MULTIOBJECTIVE RECONFIG1JRATION MODEL FOR

EFFICIENT ENERGY USE AND IMPROVEMENT OF POWER QUALITY

DISCIPLINA PRINCIPAL: INGENIERIA ELECTRICA (INC POTENCIA) GRUPO DE ESTUDIO: INGENIERIA 2 INVESTIGADOR(A) RESPONSABLE: JORGE EDUARDO MENDOZA BAEZA DIRECCIÓN: Sol y Mar 535 depto 52F COMUNA: VIÑA DEL MAR CIUDAD: VIÑA DEL MAR REGIÓN: V REO ION FONO : 56-32-2273775 EMAIL: jorge.mendozaucv.cl

INFORME

OBJETIVOS

Cumplimiento de los Objetivos planteados en el Proyecto. Recuerde que los objetivos del proyecto no se refieren a listar actividades desarrolladas sino a los objetivos desarrollados

No OBJETIVOS CUMPLIMIENTO FUNDAMENTO 1 Analizar y desarrollar un herramienta para TOTAL

evaluar índices de confiabilidad en los sistemas de distribución

2 Desarrollar un algoritmo de reconfiguración TOTAL multiobjetivo en base a pérdidas e índices de confiabilidad

3 Estudiar las estrategias de selección de soluciones TOTAL eficientes desde la región compromiso de la reconfiguración multiobjetivo

4 Desarrollar un modelo multiobjetivo para la TOTAL reconfiguración que considere la aleatoriedad horaria de la demanda

5 Desarrollar un modelo multiobjetivo para la TOTAL reconfiguración que considere la variación probabilista de la demanda

Otro(s) aspecto(s) que Ud. considere importante(s) en la evaluación del cumplimiento de objetivos planteados en la propuesta original o en las modificaciones autorizadas por los Consejos.

Respecto de los objetivos del proyecto todos fueron estudiados y logrados. Sin embargo es destacable mencionar que durante el

trabajo se fueron planteando otros objetivos paralelos al trabajo que sin duda enriquecieron el desarrollo y los resultados de este. Estos objetivos se orientaron a complementar la investigación, estudiando nuevas aplicaciones de los algoritmos desarrolados y considerando recientes característicasde las redes eléctricas de distribución. Por esta razón durante el proyecto se desarrollaron

estudios respecto de la plicación de los algoritmos desarrollados al problema de restauración del servicio, el efecto de la generación distribuida en la confiabilidad del sistema y finalmente el estudio de equipos FACTS en las redes de distribución.

RESULTADOS OBTENIDOS: Para cada uno de los objetivos específicos, describa o resuma los resultados. Relacione las publicaciones y lo manuscritos enviados a publicación con los objetivos específicos. En la sección Anexos incluya información adicional que considere pertinente para efectos de la evaluación. La extensión máxima de esta sección es de 5 páginas (letra tamaño 10, Anal o Verdana).

1) ALGORITMOS DE CONFIABILIDAD

Entre los objetivos específicos de este proyecto, estaba realizar un estudio de los indicadores de confiabilidad nacional e internacional que se orientaban al sector de la distribución eléctrica. Este tema fue abordado y estudiado a través de una memoria de título que trabajó en el análisis de los indicadores que existen a nivel mundial, quedando en evidencia la directa relación que existe entre ellos y la concordancia de estos con los definidos a nivel nacional. Por otra parte, la investigación dejó claridad respecto a que los indicadores existentes se encuentran bien definidos y aceptados como indicadores de calidad en el plano de la confiabilidad.

Una vez definidos los indicadores, se trabajó a través de dos memorias de título en el desarrollo de modelos que permitiesen calcular estos indicadores de confiabilidad en las estructuras típicas de las redes de distribución. El primero de ellos, logró implementar y mejorar los tiempos de simulación de las propuestas existentes utilizando simplificaciones en las redes de distribución. El segundo de ellos mejoró la exactitud de los cálculos sin lograr mejorar los tiempos de simulación. No obstante, este último es el que se ha estado utilizando en el modelo final de reconfiguración por la característica de sus resultados. (Se adjunta el resumen de las memorias de título de Rafael Bañados y Fabián Rojas). Ambos métodos formaron parte de los algoritmos de reconfiguración multiobjetivo que se desarrollaron y que posteriormente dieron origen a las respectivas publicaciones.

Actualmente se está desarrollando una nueva memoria de título que permita considerar en el modelo de confiabilidad aquellas redes eléctricas que cuentan con generación distribuida, se espera que este tipo de redes eléctricas se masifiquen en el futuro por lo que sería necesario considerar estos efectos en las decisiones sobre la reconfiguración de la red. El modelo en el cual se está trabajando considera el efecto de estos generadores en la red a través de tasas de fallas, tiempos de indisponilidad y las características horarias de las demandas y energías que son capaces de entregar al sistema.

Se adjunta un resumen de los avances de la memoria de título de don Eduardo Araya Araya

2) RECONFIGURACIÓN MULTIOBJETIVO UTILIZANDO MICRO ALGORITMO GENÉTICOS

Respecto del algoritmo de reconfiguración implementado utilizando Micro Algoritmos Genéticos (MAG ) como técnica de optimización, informado al inicio de la propuesta como parte del estado de avance de la investigación, fue mejorado de acuerdo a los objetivos del proyecto. Las mejoras estuvieron orientadas al cambio del algoritmo de confiabilidad, evaluando los indicadores con una mayor exactitud, por otra parte en cuanto a la evaluación de las pérdidas del sistema, se modificó el algoritmo de flujo de carga tipo newton raphson por uno tipo suma de potencia, lo cual permitió reducir los tiempos de simulación y esfuerzos computacionales del algoritmo. Además, se realizaron algunas mejoras en cuanto al proceso de generación de la población inicial del algoritmo genético, permitiendo una menor probabilidad de ocurrencia de individuos no factibles, manteniendo como base el concepto de mallas fundamentales pero agregando una estrategia para la selección de estos elementos.

Lo anterior permitió generar una publicación respecto al problema de la reconfiguración multiobjetivo considerando la minimización de las pérdidas del sistema y la energía no suministrada, como indicador de confiabilidad utilizando Micro Algoritmos Genéticos como técnica de optimización multiobjetivo. Esta publicación fue aceptada y presentada en el CONGRESO IEEE ANDESCON 2008, el cual se realizó entre los días 14 y 16 de octubre en la ciudad de Cusco, Perú.

Por otra parte, considerando la necesidad de aumentar la velocidad de procesamiento del modelo, se trabajó por mucho tiempo en el traspaso de los algoritmos a lenguaje C++. Por esta razón, se comenzó con aquellos algoritmos que porcentualmente más consumo de tiempo tenían, se traspasaron los algoritmos evaluadores de la aptitud de los candidatos, es decir el algoritmo de confiabilidad y flujo de carga. Sin embargo, los resultados en los desempeños no mostraron significativos avances en la reducción de los tiempos de simulación, por lo cual no se obtuvieron los resultados esperados.

Finalmente, se descartó el traspaso del algoritmo principal a este lenguaje y se comenzó a explorar una nueva arista que permitían las nuevas versiones del lenguaje de programación MATLAB. Esta nueva arista corresponde a la programación de los algoritmos utilizando paralelismo, es decir la repartición de las tareas de cálculo entre los núcleos disponibles del PC.

Esta nueva versión del algoritmo permitió reducir los tiempos de simulación del orden de 4 veces, (4 nucleos) satisfaciendo los requerimientos para las futuras aplicaciones del modelo a los problemas en los cuales se consideraría la incerteza de la demanda. Por otra parte, la velocidad de cálculo permitió evaluar de manera efectiva otros indicadores de confiabilidad permitiendo generar una nueva publicación, la cual fue enviada para su evaluación en julio del año 2008 a la revista ISI, IET GENERATION, TRANSMISSION & DISTRIBUTION. Está propuesta de publicación fue revisada por el comité editorial y luego de algunas mejoras fue aceptada para publicación en junio 2009. En este trabajo además de mostrar el modelo considerando Micro Algoritmos Genéticos se incluyen resultados preliminares donde se comparaba el proceso de optimización con PESA (Pareto Envelope-based Selection Algorithm).

Recon figuración Multiobjetivo utilizando otros Métodos de Optimización

Considerando el desarrollo de dos trabajos de memoria de título (Villaleiva y Castro), se generaron dos nuevas alternativas de optimización para el problema de la reconfiguración multiobjetivo. Estas fueron utilizando el Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm 2 (NSGA 2) y el Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2 (SPEA 2) como técnicas de optimización. En conjunto con la versión implementada bajo Micro Algoritmos Genéticos y PESA, se logró comparar estas técnicas en cuanto a su desempeño en la búsqueda de las soluciones eficientes del problema. Para ello se estudiaron una serie de indicadores de desempeño utilizados en la literatura, los cuales fueron aplicados a cada uno de los modelos. De este trabajo se logró evidenciar que el NSGA 2 y el SPEA 2, son técnicas comparativamente más eficiente, lográndose mejores resultados y con un menor esfuerzo computacional.

Estos resultados dieron origen a una nueva publicación que fue aceptada y presentada en el mes de octubre del año 2008 en el CONGRESO CHILENO DE CONTROL AUTOMATICO ACCA 2008, realizado entre los días 10 y 12 de diciembre en la ciudad de Santiago, Chile.

El artículo presentado en este congreso fue además aceptado para ser publicado en la revista International .Journal of Computers, Communications & Control, cuyo título es Mu/ti-objective Evolutionary Algorithms for Decision-Mak/ng in Reconfiguration Prob/ems Applied to the Electric Distribution Networks. Actualmente, el artículo se encuentra en la lista de artículo para publicación.

Por otra parte, en forma paralela se desarrollaron e implementaron dos nuevas técnicas de optimización mutiobjetivos de segunda generación, el objetivo de esto fue probar otras técnicas debido a los excelentes resultados en función a la eficiencia en la búsqueda de las soluciones compromiso. Las técnicas fueron Micro Genetic Algorithm 2 (MGA2) y Pareto Envelope-based Selection Algorithm 2 (PESA2).

En cuanto a los resultados de estas nuevas técnicas implementadas, no lograron mejorar los resultados encontrados con las técnicas NSGA2 y SPEA2. No obstante, los resultados dieron origen a una nueva publicación enviada a la revista IET GENERATION, TRANSMISSION & DISTRIBUTION, la cual en este momento se encuentra en proceso de revisión.

3) SELECCIÓN DE SOLUCIONES EFICIENTES DESDE LA REGIÓN COMPROMISO

Respecto a la selección de soluciones desde la frontera de Pareto, se encuentra en etapas de finalización una memoria de título, la cual se ha centrado en estudiar y aplicar diversos métodos de selección desde la frontera de Pareto orientado a varios problemas eléctricos, con un enfoque especial en los problemas de reconfiguración multiobjetivo.

De la revisión bibliográfica se escogieron y evaluaron cuatro métodos, todos ellos aplicables al problema de reconfiguración, estos fueron Programación Compromiso, Método AHP, Método TOPSIS y Programación por Metas.

Luego de la selección de los métodos se realizaron algunas modificaciones a los algoritmos de búsqueda eficiente de las soluciones compromiso desarrollado anteriormente con el fin de generar los datos necesarios para el adecuado trabajo de cada método.

De los resultados, fue posible comprobar como cada una de estas metodologías son dependientes de los criterios de decisión utilizados, parte de las hipótesis planteadas, y por sobre todo la influencia que tienen los procesos de homogenización y estandarización de los objetivos en la soluciones final del problema. Por tal motivo la propuesta de publicación en que se está trabajando se orienta a mostrar algunas de las alternativas viables, mas que indicar alguna solución en particular al problema de reconfigu ración. En los anexos de este informe se entrega un resumen de los avances en la memoria de don Nicolás Figueroa.

4) RECONFIGURACION MULTIOBJETIVO HORARIO

Este aspecto fue fundamentalmente abordado a través de una memoria de título que requirió un exhaustivo análisis del comportamiento de la demanda en las cargas asociadas al nivel de distribución. En primer lugar el estudio se centró revisar una serie de publicaciones que se hacían cargo del estudio del comportamiento horario de las cargas según el tipo de cliente y los aspectos estacionales del consumo. De aquí se pudo apreciar que existían una serie de comportamientos característicos de las cargas que podían ser fácilmente aplicables en modelos que considerasen la variabilidad horaria. Además, con ayuda desde una empresa distribuidora se logró obtener una gran cantidad de datos asociados a alimentadores nacionales donde se tenían registros del comportamiento de demanda de una serie de cargas.

Esta información fue analizada estadísticamente con el objetivo de lograr construir perfiles de demanda horarios propios de nuestra realidad. Los resultados entregaron una gran similitud entre las curvas de cargas extraídas desde la literatura respecto de los comportamientos a nivel nacional.

Con estos antecedentes y utilizando las técnicas de optimización multiobjetivo desarrolladas anteriormente, se consideró que una de las maneras más adecuadas de evaluar el proceso de reconfiguración multiobjetivo considerando la variabilidad horaria de la demanda era discretizando los perfiles de demanda y para cada uno de ellos evaluar el comportamiento de las fronteras de puntos eficientes. Ya que se lograron fabricar perfiles de demanda a intervalos de 15 minutos se utilizaron 96 perfiles para representar la variabilidad horaria de cada carga.

Los resultados indican que existe un conjunto reducido de frentes eficientes que además están constituidos por topologías que se repiten durante el día. Este hecho es interesante, ya que en investigaciones previas en problemas de reconfiguración mono-objetivos con variabilidad de la demanda se habían dado resultados similares.

Por otra parte, los distintos frentes fueron analizadas bajo dos perspectivas, la primera se orienta al conjunto de topologías que se repiten durante el día y la segunda a aquellas fronteras que tienen una mayor presencia en el sistema.

Entre las conclusiones más importantes de este trabajo está que los grados de desviación de los resultados respecto de un proceso de configuración utilizando los valores de demanda media son bajos y por lo tanto una buena aproximación a las topologías más eficientes se obtiene a través de los valores de demandas medias, sin embargo resulta evidente que la conclusión no es

generalizable a todos los casos ya que es el comportamiento de la demanda es el que define el número de repeticiones de una configuración.

Un resumen del informe de memoria realizado por Don Marco Castro se adjunta a este documento. Por último, se está trabajando en generar una nueva publicación que considere estos resultados.

5) RECONFIGURACIÓN MONO-OBJETIVO ESTOCÁSTICO

Con anterioridad a este proyecto se contaba con un modelo de reconfiguración mono-objetivo determinista, este permitió avanzar en generar una estrategia de cómo abordar el problema de la aleatoriedad de la demanda en el contexto de la reconfiguración. Lo anterior se logró utilizando el método de Monte-Carlo para generar de manera aleatoria un conjunto de perfiles de demanda bajo una cierta distribución de probabilidad. El objetivo de optimización de este problema fueron las pérdidas del sistema.

Los resultados de este trabajo dieron origen el trabajo MINIMAL LOSS RECONFIGURATION CONSIDERING RANDOM LOAD: APPLICATIONS TO REAL NETWORKS, el cual fue enviado y corregido en dos oportunidades siendo finalmente publicado en la REVISTA CHILENA DE INGENIERIA - INGENIARE, en Abril - Junio de 2008.

6) RECONFIGIJ RACIÓN MU LTIOBJETIVO ESTOCÁSTICA

En el caso de la reconfiguración multiobjetivo estocástica este fue abordado a través de un modelo basado en el algoritmo de Monte Carlo, donde utilizando el algoritmo multiobjetivo determinístico desarrollado anteriormente se simularon 3000 condiciones de demanda considerando distribución de probabilidad uniforme. Lo anterior tomando en cuenta los avances y resultados obtenidos bajo la propuesta mono-objetivo.

Los resultados indicaron que existen, al igual que en el caso de la reconfiguración multiobjetivo horaria, un conjunto reducido de fronteras que son características del sistema y por lo tanto su selección podría representar las condiciones globales eficientes de operación del sistema. Al igual que en el caso horario, el conjunto de topologías logró ser analizadas desde dos perspectivas, aquella en la cual se considera el número de repeticiones de las soluciones eficientes y en un segunda opción aquella en que se contabilizan el número de repeticiones de los frentes de Pareto encontrados. Esta última aunque podría representar ser la más significativa de todas, es la más compleja ya que al ser métodos de búsqueda heurísticos no necesariamente frentes que están constituidos por distintas topologías son frentes distintos.

En la investigación realizada, se ha llegado a la conclusión que ambas opciones deben ser consideradas en los análisis ya que en el caso de las fronteras no existen opciones claras respecto al porcentaje de repeticiones considerando el universo de casos evaluados. Por otro lado, las topologías más repetidas no necesariamente son las mejores opciones ya que pueden representar condiciones de borde del sistema. Un resumen del informe de memoria realizado por el Sr. Luís Villaleiva, se adjunta a este documento. Por último, se está trabajando en generar una nueva publicación que considere estos resultados.

7) RESTAURACIÓN MULTIOBJETIVO EN LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN

Al alero de los problemas de reconfiguración se comenzó el estudio de los problemas de restauración de servicio eléctrico. Esta problemática se diferencia de los problemas de reconfiguración solo en las etapas de aplicación de la herramienta, específicamente la reconfiguración se aplica en las etapas de planificación de la red y la restauración en la operación de la misma. Por tal motivo, se pudo detectar que las estrategias de solución del problema son muy similares, cuando son abordados con técnicas heurísticas como los algoritmos genéticos, con la única diferencia que los objetivos que son perseguidos en el caso de la restauración son diferentes. Entre estos objetivos se encuentran, la minimización de los tiempos de reposición,

disminuir el número de maniobras, aumentar el número de clientes servidos, etc. Por esta razón se guió un trabajo de memoria de título que abordó el problema de la restauración aplicando las metodologías desarrolladas para el problema de la reconfiguración multiobjetivo, haciendo uso de manera específica del NSGA II como técnica de optimización.

La relevancia de los resultados significó que se escribiera y enviara un artículo a la REVISTA CHILENA DE INGENIERIA - INGENIARE, llamado RESTAURACION DE SERVICIO MULTIOBJETIVO EN REDES DE DISTRIBUCION UTILIZANDO NSGA-II, la cual fue aceptada para su publicación en julio 2009. Se adjunta a este informe un resumen de la memoria de título de don Fabián Rojas.

8) LOCALIZACIÓN MULTIOBJETIVO DE DFACTS EN LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN

A través de esta investigación, así como, fue posible visualizar las variaciones en los indicadores de confiabilidad que tendría la generación distribuida en los sistemas y por ende en las reconfiguraciones que se pudiesen estudiar, fue posible visualizar el potencial que tendría en las redes de distribución los dispositivos DFACTS. Estos impactarán positivamente a este tipo de redes y por ende a los indicadores seleccionados en el proceso de reconfiguración. Es por este motivo que se estudió como modelar este tipo de equipos en las redes de distribución, con el objetivo de incluir su efecto en este tipo de redes. Posteriormente esta investigación dio origen a la necesidad de estudiar su localización en el sistema. Con estos resultados, se dio origen a un artículo con importantes proyecciones que fue aceptado y presentado en el VIII LATIN-AMERICAN CONGRESS IN GENERATION, TRANSMISIÓN AND DISTRIBUTION, realizado en la ciudad de Ubatuba, Brasil, en el mes de octubre de este año 2009.

DESTAQUE OTROS LOGROS DEL PROYECTO TALES COMO: - Estadías de investigación. - Actividades de difusión y/o extensión en la temática del proyecto. - Cualquier otro logro no contemplado en los ítem anteriores y que Ud. quiera destacar.

La extensión máxima de esta sección es de 1 página (letra tamaño 10, Anal o Verdana).

Entre los principales logros de este proyecto de investigación, además de alcanzar los objetivos planteados al inicio de este, es que su desarrollo ha permitido dar inicio a una nueva línea de investigación en mi universidad, lo cual se está materializando a través de la implementación de un laboratorio de investigación de las redes eléctricas de distribución. Actualmente, cuenta con espacio físico, equipamiento para simulación y un conjunto de estudiantes entre los cuales estuvieron y están los asociados a este proyecto de investigación.

Por otra parte, el desarrollo del proyecto dio origen a dos nuevas líneas de trabajo que se espera comenzar a explorar en los siguientes meses. Ambas están directamente asociadas a los procesos de reconfiguración y tienen incalculables proyecciones e implicancias en una serie de otros aspectos asociados a las redes eléctricas de distribución.

La primera de ellas, nace con la inquietud de valorizar adecuadamente los niveles de pérdidas y de confiabilidad en las redes eléctricas de distribución, esto nos lleva a investigar las implicancias de la generación distribuida en esta clase de redes y por lo tanto nos abre una ventana de enormes proyecciones.

De igual forma, al adentramos en los futuros equipamientos que tendrán las redes de distribución, nos percatamos de la influencia que tendrá la electrónica de potencia en el control efectivo sobre las variables eléctricas de la red, lo anterior además impulsado por los avances en telecornando y esquemas de control y como ya fue mencionado en la generación distribuida, todas ellas con una fuerte influencia en las estructuras topológicas que podría definir un proceso de reconfigu ración.

Las actividades de difusión del proyecto siguieron dos líneas, aquellas orientadas a los estudiantes de pregrado y de enseñanza media y la segunda orientado a un público más especialista.

Por esta razón, el año 2008 y 2009, participé en las charlas "Descubre Tu Futuro", organizada por la rama IEEE de la PUCV. Este es un ciclo de charlas que tiene por objetivo mostrar a los alumnos de primeros años de la Escuela de Ingeniería Eléctrica las distintas líneas de investigación de la escuela. En ambos años he dictado la charla "Las Redes de Distribución Eléctrica", donde he incluido la descripción de este proyecto de investigación.

Así mismo, el año 2008 y 2009 participé a través del Programa EXPLORA de CONICYT en la actividad 1000 científicos para 1000 aulas, en el marco de la semana nacional de la Ciencia y Tecnología. En ambos años he dictado la charla "El Viaje de la Energía Eléctrica", donde además se me pide mostrar de manera didáctica la línea de investigación seguida por el proyecto. El año 2008 la charla fue dictada a los alumnos del Colegio Becarb II, de la ciudad de La Calera y el año 2009 a alumnos del Liceo técnico Marítimo de Playa Ancha, ambos de la región de la y región.

Dos han sido las charlas por invitación a público especialista, la primera denominada "Algoritmos Evolutivos Multiobjetivos para la Toma de Decisiones en el Problema de Reconfiguración de Redes Eléctricas de Media Tensión", la cual fue presentada en el Seminario de Investigación de Operaciones, Valparaíso-OR, realizado en Valparaíso, Chile en noviembre 2008. La segunda charla, denominada "Reconfiguración de redes eléctricas de media tensión utilizando técnicas evolutivas", fue presentada en el II Congreso de Nuevas Tecnologías en Ingeniería Eléctrica y Electrónica, realizado en octubre del 2009 en Valparaíso, Chile,.

RESUMEN: Describa en forma precisa y breve el tópico general del proyecto, sus metas y objetivos y los resultados alcanzados. Utilice un lenguaje apropiado para la comprensión del público no especialista en el tema. Esta información podrá ser difundida. La extensión máxima de esta sección es de 1 página (letra tamaño 10, Anal o Verdana).

Las redes eléctricas de distribución son las encargadas de entregar la energía proveniente desde las fuentes de generación, a los diversos consumidores de un sistema eléctrico. Producto del transporte de esta energía en niveles de media tensión (entre los 10 y 30kv), se producen una serie de complicaciones que conllevan el deterioro de la calidad de energía y un aumento en los costos de transporte.

Por otra parte, varios aspectos técnicos caracterizan la forma de distribuir esta energía. En primer lugar la normativa obliga al abastecimiento de cada carga área de concesión de las distribuidoras, existen indicadores asociados a la calidad de servicio que estas prestan y una de las más relevantes en los últimos años, aquellas asociadas a la calidad de suministro eléctrico. En este sentido, tal como en una red de transporte, una red de distribución eléctrica puede ser manejada desde el punto de vista topológico en sus etapas de planificación u operación, de tal forma que permita optimizar alguna de las variables técnicas u económicas asociadas a su funcionamiento.

Es lo anterior, en etapas de planificación de la operación, lo que se conoce como la Reconfiguración de una Red Eléctrica. El objetivo principal de este método es buscar una estructura de funcionamiento de la red, operando una serie equipos de seccionamiento de forma tal de optimizar principalmente las pérdidas del transporte.

Este proyecto de investigación abordó el problema de la reconfiguración desde un punto de vista multiobjetivo, es decir se orienta a encontrar la topología que optimiza la red con más de un objetivo de manera simultanea. En particular este trabajo abordó la minimización de las pérdidas, las cuales se relacionan a los costos de transporte e indicadores de confiabilidad, los cuales están asociados a la calidad de suministro. El conjunto de modelos fueron desarrollados utilizando técnicas de optimización multiobjetivos evolutivas tales como biGA, 1iGA2, NSGA2, SPEA2, PESA2, lo cual permitió comparar los diversos desempeños en cuanto a la eficiencia en la búsqueda de las soluciones compromiso. Para evaluar, las pérdidas de las topologías se utilizó un flujo de carga a potencia constante y en el caso de evaluar los indicadores de confiabilidad, se desarrollaron dos modelos orientados a las redes de distribución.

Por otra parte, en este trabajo se abordó el problema de la variabilidad de la demanda bajo la propuesta multiobjetivo de reconfiguración a través de dos enfoques. El primero utilizando ventanas diarias para conocer el comportamiento de las cargas del sistema y en una segunda opción modelando a través de Monte Carlo el comportamiento aleatorio de la demanda bajo el marco de una función de probabilidad uniforme. En ambos casos, se obtiene que existen un conjunto reducido de topologías eficientes que mejor representan las soluciones eficientes ante la variabilidad de la carga.

Así también este trabajo estudió una serie de metodologías de selección de soluciones eficientes desde la frontera de Pareto, con el objetivo de dar algunas alternativas a los tomadores de decisión respecto de la selección de una configuración desde la frontera de Pareto. Entre los métodos estudiados están Programación Compromiso, AHP, TOPSIS y Programación por Metas.

Finalmente, se logró demostrar la efectividad de la reconfiguración como herramienta de optimización para la selección de topologías en las redes eléctricas de distribución de media tensión considerando una propuesta multiobjetivo de optimización. Lo anterior resulta altamente ventajoso ya que permite realizar una selección de alternativas con un mayor flujo de información y considerando de manera simultanea varios objetivos a la vez. Por otra parte, aunque existe una dependencia de los resultados con respecto al comportamiento de la demanda del sistema, existen fronteras y topologías que son características y por lo tanto importantes candidatos a ser seleccionados, para el funcionamiento eficiente de la red.

A St S t. ti 5 s, U

ARTÍCULOS Para trabajos en Prensa! Aceptados/Enviados adjunte copia de carta de aceptación o de recepción.

N°: 1

Autor (a)(eslas) : Opazo Mora H., García Santander L,, López Parra E., Mendoza Baeza J. y López

González R.

Nombre Completo de la Revista : Ingeniare. Rey . Chi!. Ing

Título (Idioma original) : Minimal Loss Reconfiguration Considering Random Load: Applications To Real

Networks

Indexación : SciELO

ISSN : 0718-3291

Año: 2008

Vol.: 16

N°: 2

Páginas: 264-272

Estado de la publicación a la fecha: Publicada

Otras Fuentes de financiamiento, si las hay

Envía documento en papel : no

Archivo Asociado al artículo : Reconf-RandornLoad.pdf lit ti) ....'viIlL\ L('I1ICLCI ltlI.)I I))C tcLeIu)c(LI!1(le\ pI1pinvCtl)zikI(I 14 dFlIc1llod.ur))a 1 l)<() 1 1 1 711()1 '21)1)5 li I(

N°: 2

Autor (a)(es/as): Mendoza J. E., López M. E., Coello Coello C. A, López E. A.

Nombre Completo de la Revista : IET Generation, Transmission & Distribution

Título (Idioma original) : Micro Genetic Multiobjective Algorithrn Based Programming Reconfiguration

Considering Power Losses and Reliability Indices for Medium Voltage Distribution

Networks

Indexación: ISI

ISSN : 1751-8687

Año: 2009

Vol.: • 3

N°: 9

Páginas : 825-840

Estado de la publicación a la fecha : Publicada



Archivo Asociado al artículo: IET_Publicado.pdf

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N°: 3

. ,,... .,. -., • Nombre Completo de la Revista : Ingeniare. Re y . Chi!. Ing

Título (Idioma original) : Restauración de Servicio Multiobjetivo En Redes de Distribución Utilizando NSGA-2

Indexación : SciELO

ISSN : 0718-3291

Año: 2009

Vol.: 17

N°: 3

Páginas:

Estado de la publicación a la fecha : En Prensa

Otras Fuentes de financiamiento, si las hay:


Archivo Asociado al artículo: art_7008_v2.pdf

Iitp .1!cvt 1\t LIIntrm Lii k\piipiI1eIiiiI . 1 ,iitiiit)LtIL.,i i. lii'; li'iÍj!i (UJ.' 1.1.I.'

N°: 4

Autor (a)(es/as) : Mendoza J. E, Villaleiva L. A., Castro M. A., López E. A.

Nombre Completo de la Revista : International Journal of Cornputers, Cornmunications & Control

Título (Idioma original) : Evaluation of Evolutionary Algorithrns applied to the Multiobjective Reconfiguration

Problem in Distribution Networks

Indexación : ISI

ISSN: 1841-9836

Año:

Vol.:

N°:

Páginas:

Estado de la publicación a la fecha : Aceptada



Archivo Asociado al artículo : MO_IJCCC.pdf

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N°:

Autor (a)(es/as)

Nombre Completo de la Revista

Título (Idioma original)

Indexación

ISSN:

Año:

Vol.:

N°:

Páginas

5

MENDOZA J. E., COELLO COELLO C. A.

IET Generation, Transrnission & Distribution

A Comparative Evolutionary Multiobjective Techniquc Applied to the Reconfiguration

Problem in Electric Distribution Networks

'SI

175 1-8687


1 Envía documento en papel : no

Archivo Asociado al artículo: IET_MO..COMPARATIVE2.pdf bu1, \aIC\i (I j \I ci iniolille C(iCI11lLujl)dC\ H.II' i 1 ( )UI t) 2H(I2 . I(, 1

OTRAS PUBLICACIONES

Sin información ingresada.

CONGRESOS

N°:

Autor (a)(es/as)

Título (Idioma original): Distribution Networks

Nombre del Congreso:

País: Ciudad: Fecha Inicio

Fecha Término: Nombre Publicación

MENDOZA J. E., LÓPEZ M. E., LÓPEZ E. A.

Multiobjective Reconfiguration Considering Power Losses and Reliability Index for

IEEE ANDESCON 2008

PERU

CUSCO

15/10/2008

17/10/2008

Año:

Vol.: N°:

Páginas: Envía documento en papel : no

Archivo Asociado: PaperAndescon2008.pdf littp: ; vaIci con Jc' 1.cUinti nc z lctdeI11icir1 (fe \ phpnvteadn:f4 cvres kcIrUa 1 II i iSOl u; 1 1 07 1,1021515 1,

2 Autor (a)(es/as): MENDOZA J. E., VILLALEIVA L., CASTRO M., LÓPEZ E.

Título (Idioma original) : Evaluación de Algoritmos Evolutivos Multiobjetivos Para la Torna de Decisiones en el

Problema de la Reconfiguración de las Redes Eléctricas de Media Tensión

Nombre del Congreso: XVIII Congreso de la Sociedad Chilena de Control Automático, ACCA 2008

País: CHILE

Ciudad: SANTIAGO

Fecha Inicio: 10/12/2008

Fecha Término: 12/12/2008

Nombre Publicación

Año: Vol.:

Páginas Envía documento en papel: no Archivo Asociado: PaperACCA2008.pdf IiUp ec\T C)I1I\ I iIriie k1i1k'Ifld\plip,\ liLJd 1 i HnH 1 1

N°: 3 Autor (a)(es/as): MENDOZA J. E., VIVEROS R. A., RUIZ D. A.

Título (Idioma original) : Un Modelo Multiobjetivo de Localización de [)FACTS en Redes de Distribución con Generación Distribuida Nombre del Congreso: THE 8th LATIN-AMERICAN CONGRESS ON ELECTRICITY (jENERATION AND

TRANSMISSION - CLAGTEE 2009

País: BRASIL Ciudad: UBATUBA Fecha Inicio: 18/10/2009 Fecha Término: 22/10/2009 Nombre Publicación:

Año: Vol.: N°: Páginas: Envía documento en papel : no Archivo Asociado: PaperCLAGTEE.pdf hltp IIc\1 cr1K\I.I nitin a dinicinda pIp 'ciiadt I ' II1(II:a.N

TESIS/MEMORIAS

N°: 1 Título de Tesis : Desarrollo de un Modelo de Restauración de Servicio en Sistemas de Distribución

de Media Tensión Nombre y Apellidos del(de la) Alumno(a) : FABIAN ROJAS

Nombre y Apellidos del(de la) Tutor(a): JORGE MENDOZA BAEZA

Título Grado: Pregrado Institución: PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAISO

País: CHILE Ciudad: Valparaiso 1 Estado de Tesis : Terminada Fecha Inicio : 01/08/2007 Fecha Término : 011112/2008 Envía documento en papel : no Archivo Asociado : Fabian_Rojas.pdf I1tJ) \I\tIlIL\t CllIItflC lLI 1IITI&rIa Ie'iN_a lI{lI)

N°: 2

-

Distribución Considerandoel Cálculo de Índices Nacionales e Internacionales Nombre y Apellidos del(de la) Alumno(a): RAFAEL BAÑADOS


Título Grado: Pregrado

Institución: PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAISO

País: CHILE

Ciudad : Valparaiso

Estado de Tesis : Terminada


Fecha Término: 01/12/2008 -


Archivo Asociado : Rafael Banados.pdf cJrnc\ ci ini icacLhIcicwdcx phpincticidoíi1 tc'i iflcniLi knr:n 1 (r'1 I)-){ii. hi

N°: 3

Título de Tesis : Un Modelo de Reconfiguración Probabilístico Aplicado a Sistemas de Distribución Nombre y Apellidos del(de la) Alumno(a): LUÍS VILLALEIVA




País: CHILE

Ciudad: Valparaiso Estado de Tesis : Terminada


Fecha Término: 26/10/2009


Archivo Asociado : Luis_Villaleiva.pdf Iiu::'c%-ilc\ 1 cniic\l iil1Iii))c cadcniico iiide hp iiivciicidir.jt !Csi'. IIlçflil içcjcL.irn,l - 1 i 2i1i

N°: 4

Título de Tesis : Reconfiguración Multiobjetivo con Variabilidad de Demanda Horaria de un Sistema de Distribución

Nombre y Apellidos del(de la) Alumno(a) : MARCO CASTRO




País: CHILE

Ciudad : Valparaiso -

Estado de Tesis : Terminada

Fecha Inicio : 03/03/2008

Fecha Término : 06/07/2009


Archivo Asociado : Marco _Castropdf

tiUp.-eiic [c iiicici- inIiiinc acadcinic, indc rhp-iiivciiikr cn incninii-dci-ii-na l . li)l9, lO7li(,V)1iUX I2

Título de Tesis : Definición de indicadores teórico-prácticos de selección de soluciones eficientes en problemas rnultiobjetivos: Aplicaciones a problemas eléctricos

Nombre y Apellidos del(de la) Alumno(a): NICOLAS FIGUEROA


Título Grado: Pregrado Institución: PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAISO País: CHILE Ciudad : Valparaiso Estado de Tesis : En Ejecución Fecha Inicio: 09/03/2009 Fecha Término Envía documento en papel : no Archivo Asociado : NicolasFigueroa.pdf ht11 v;Ict \I.ÇiflIUfl icd(LI11iç)mLk\ Iitiadjr k' ffl (IidLCI iI I 5Il)I '7u?

6 Título de Tesis : Un algoritmo para el cálculo de la confiabilidad para sistemas de distribución con

fuentes alternativas de suministro Nombre y Apellidos del(de la) Alumno(a): EDUARDO ARAYA


Título Grado: Pregrado Institución: PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAISO País: CHILE Ciudad : Valparaiso Estado de Tesis : En Ejecución Fecha Inicio : 03/08/2009 Fecha Término: Envía documento en papel : no Archivo Asociado : Eduardo_Araya.pdf JitII, 'al t. Col 1Ivt l'i rm e acadct1lc I1d\.plIp:l \L',I lo a, I 4 ci , rw'IiI' le, i l 1 ' 1 (»1(? 19 J I'' !' 4

ANEXOS

A continuación se detallan los anexos fisicos/papel que no se incluyen en el informe en formato IDF,

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