Modelo determinista para planificación óptima de una red de distribución con generación distribuida

Resumen
En este articulo se llevará a cabo el modelado de la planificación óptima de la
Generación Distribuida (GD) en redes de distribución de media tensión por el método
determinista, es decir con parámetros conocidos. Los generadores que son
seleccionados para integrarse en el sistema de distribución son generadores eólicos,
fotovoltaicos y mini-hidráulicos, así como unidades dealmacenamiento eléctrico. Se
lleva a cabo una descripción del sistema de distribución existente, describiendo el
comportamiento determinista de la demanda eléctrica. Después se formula el modelo
óptimo monobjetivo y por último se resuelve utilizando el software de optimización
GAMS.

Palabras claves
Generación Distribuida, optimización, red de distribución.

1. Introducción
El problema de laplanificación óptima de la generación distribuida en redes de
distribución consiste en determinar la mejor ubicación de los generadores utilizados
como GD [1], así como el tamaño más conveniente, de manera que el suministro de
energía eléctrica y el comportamiento de la red eléctrica sea adecuado, minimizando los
costos de inversión, las pérdidas y costos de operación, mientras se cumplan lasrestricciones técnicas a lo largo del periodo de planificación. El problema de
optimización es complejo, debido a que existe una gran cantidad de variables y de

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Renovables y Mantenimiento Industrial 2012

restricciones, además de la no linealidad de las funciones de costo y de las
restriccionestécnicas. El problema que se plantea parte de una red de distribución
existente, a la cual se pretende integrar GD a base de fuentes renovables y unidades
de almacenamiento. El horizonte de planificación

considerado es a largo plazo, del

2013 al 2032, siendo el año 2013 el periodo actual. Los periodos se denotarán en el
modelo como . En el problema que se plantea la GD será la encargada decubrir los
requerimientos de la demanda durante los periodos de planificación sin modificar la
estructura de la red, salvo en casos en que los flujos de potencia que transporten las
líneas

excedan sus límites de capacidad máxima.

2. Desarrollo
En términos matemáticos el problema de optimización matemática para un sistema
eléctrico se enuncia por medio de una función objetivo aoptimizar. A continuación se
formula el modelo óptimo monobjetivo de la planificación de la generación distribuida en
las redes de distribución [2]: El objetivo en la planificación de la GD en las redes de
distribución es minimizar el costo global del sistema (inversión más operación)
atendiendo los requerimientos del crecimiento de la demanda, manteniendo criterios
técnicos y económicos durante elhorizonte de planificación. El costo de inversión es la
suma de los costos de equipos y componentes necesarios para la renovación de la red
de distribución, de acuerdo a su capacidad en

. La capacidad de las líneas está

asociada a su longitud. En la función objetivo del modelo se consideran los siguientes
costos de inversión: CL Costo de inversión en líneas existentes, CW Costo de inversiónde los generadores eólicos, CPV Costo de inversión de generadores fotovoltaicos, CH
Costo de inversión de generadores mini-hidráulicos, CS Costo de inversión de unidades
de almacenamiento. El costo de operación es el costo debido a las pérdidas y
mantenimiento en la red. Las pérdidas en las líneas de distribución son no lineales, pero
en la función objetivo correspondiente se linealizan paraobtener un modelo de
optimización lineal. Esto es necesario para limitar el costo computacional. En la función
objetivo del modelo se consideran los siguientes costos variables: CE Costo de la
energía comprada a la red, CLO Costo de operación de líneas existentes, CWO Costo de

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