Practical Solution for the Reconfiguration Problem in Electrical Distribution Networks: A Constructive Heuristic Approach

• Montoya-Giraldo, Oscar Danilo ^[1] ; Gil-González, Walter Julián ^[2] ; Molina-Cabrera, Alexander ^[2]
  1. [1] Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Colombia

     
  2. [2] Universidad Tecnológica de Pereira

     Universidad Tecnológica de Pereira

     Colombia

     
• Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 22, Nº. 3, 2023 (Ejemplar dedicado a: Revista UIS Ingenierías), págs. 87-98
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Solución práctica para el problema de reconfiguración en redes eléctricas de distribución: un enfoque heurístico constructivo
• Enlaces
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• Resumen
  • español

    El problema de la reconfiguración de redes de distribución eléctrica se aborda en esta investigación mediante la implementación de una solución práctica utilizando un algoritmo heurístico constructivo. La característica más importante del enfoque heurístico propuesto es su bajo esfuerzo de cómputo, pues se requieren pocas soluciones flujo de potencia para resolver el problema de reconfiguración. El algoritmo constructivo comienza su exploración del espacio de solución cerrando todas las líneas de enlace para formar una red de distribución completamente mallada. La línea de distribución con la corriente mínima se abre permanentemente. Se realiza una nueva evaluación del flujo de potencia para el nuevo sistema de distribución y se abre la línea de distribución con la corriente mínima si y solo si esta acción no genera nodos aislados. Este procedimiento se repite hasta que el número de líneas cerradas sea igual al número de nodos menos uno, condición necesaria para mantener una configuración radial. Validaciones numéricas en alimentadores de prueba compuestos por 16, 33, 69, 84, 136 y 415 nodos demuestran que el algoritmo constructivo propuesto encuentra soluciones adecuadas con tiempos de procesamiento mínimos. El enfoque propuesto es práctico para las empresas de distribución, ya que su implementación solo requiere una herramienta de flujo de potencia para redes de distribución que pueda manejar configuraciones radiales y malladas.

  • English

    The problem regarding the reconfiguration of electrical distribution grids is addressed in this research through the implementation of a practical solution using a constructive heuristic algorithm. The most important characteristic of the proposed heuristic approach is its low-computation effort, given that few power flow solutions are required in order to solve the reconfiguration problem. The constructive algorithm starts its exploration of the solution space by closing all the tie lines form a fully meshed distribution network. The distribution line with the minimum current is permanently opened. A new power flow evaluation is made for the new distribution system, and the distribution line with the minimum current is opened if and only if this action does not generate isolated nodes. This procedure is repeated until the number of closed lines is equal to the number of nodes minus one, which is a condition required to maintain a radial configuration. Numerical validations in test feeders composed of 16, 33, 69, 84, 136, and 415 nodes demonstrate that the proposed constructive algorithm finds adequate solutions with minimum processing times. The proposed approach is practical for distribution companies since its implementation only requires a power flow tool for distribution networks that can deal with radial and meshed configurations.