trabajo

Control de voltaje de sistemas de potencia
utilizando lógica difusa
Manuel Ley*
Oscar L. Chacón, Ernesto Vázquez**
Resumen
El problema del control de voltaje en estado estable
es mantener el voltaje en los nodos de carga dentro
de límites operativos, utilizando estrategias de
control. La propuesta que se hace en este artículo
es la aplicación de un sistema basado en lógica
difusa queespecifique los cambios de voltajes de
generación, necesarios para mantener los voltajes
de los nodos de carga dentro de límites operativos.
Para comprobar que la metodología propuesta es
factible, se utiliza el sistema de nueve nodos del
IEEE, en el cual se simulan diferentes contingencias. Los resultados preliminares muestran que la
aplicación de lógica difusa es una buena
alternativa parala solución de este problema.
Palabras Claves: lógica difusa, control difuso,
sistemas de potencia, control de voltaje.

1. INTRODUCCIÓN
En sistemas eléctricos de potencia, los voltajes
fuera de sus límites operativos pueden ocasionar
daños a equipos, y en ocasiones el desabasto
temporal de energía a un número considerable de
usuarios del servicio. Para asegurar la calidad y laconfiabilidad del sistema, los operadores de los
Centros de Control de Energía deben mantener los
voltajes de los nodos de carga dentro de los límites
de operación permitidos. Los cambios de la carga
y/o la topología del sistema pueden ocasionar
variaciones no aceptables en los voltajes del sistema
de potencia. El operador generalmente mejora esta
situación de reacomodar los flujos de potenciareactiva mediante cambios en los voltajes de
generación,
ajustando
los
taps
de
los
transformadores, y conectando o desconectando
bancos de capacitores y/o reactores.

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Este problema se ha* resuelto por métodos que
utilizan relaciones de sensibilidad, junto con el
problema de minimización de pérdidas de potencia
por transmisión.1-7 Recientemente se ha publicado
en la literatura8-12aplicaciones con bastante éxito de
la tecnología emergente de Inteligencia Artificial
(IA). El desarrollo de la teoría de conjuntos
difusos, y los logros obtenidos con su aplicación en
diferentes áreas, empieza a atraer la atención a los
investigadores del área de potencia eléctrica. En
este artículo se ilustra el método de lógica difusa
para el control de voltaje en sistemas de potencia,utilizando solamente cambios de voltaje en los
nodos de generación. El artículo está organizado de
la siguiente manera: Los conceptos fundamentales
de conjuntos difusos y lógica difusa se presentan en
la sección 2; el problema de control de voltaje
mediante cambios en los nodos de generación, se
describe en la sección 3; los ejemplos de la
aplicación de la lógica difusa en el control devoltaje de sistemas de potencia, se presentan en la
sección 4; finalmente, las conclusiones y
recomendaciones para trabajos futuros se
proporcionan en la sección 5.

*

Área de Control Baja California CFE, Mexícali, B.C.

**

FIME-UANL, Apdo. Postal 34-F, Cd. Universitaria,
San Nicolás, 66450, N.L, México.
ochacon@ccr.dsi.uanl.mx,evazquez@gama.fime.uanl.mx

Ingenierías, Enero-Marzo2000, Vol. III, No.6

Manuel Ley, Oscar L. Chacón, Ernesto Vázquez

2. CONCEPTOS FUNDAMENTALES
CONJUNTOS DIFUSOS

DE

µ A!B (u )=max[µ A (u ),µB (u )]

Conjuntos difusos
Sea U el universo de discurso con elementos u,
donde F identifica un conjunto difuso de U. La
membresía de u en el conjunto clásico F puede
verse
como
la
función
característica
tal que
µ F (u ) : U → {0,1}
;1
µF (u )=
0;

si u∈F
si u∉F

(1)

Para un conjunto difuso F del universo U, el
grado de membresía de u en F está definido como:
µ F (u ) : U → [0,1]

(2)

donde µ F (*) se le denomina la función de
membresía y µ F (u ) es el grado de membresía de u
in F, indicando el grado con el cual u pertenece a
F. La función de membresía µ F (u ) mapea U hacia
el espacio de membresía T,...