Ubicación de PMU´s considerando el criterio de conmutación óptima de líneas de transmisión
| Páginas | 1-16 |
| Fecha | 01 Julio 2024 |
| Fecha de publicación | 01 Julio 2024 |
| Autor | Iván Cayo,Carlos Quinatoa,Josué Ortiz,Edison Panchi |
Ubicación de PMU´s considerando el criterio de conmutación óptima de líneas de transmisión. pp. 1 - 16 /
Volumen 5, número 3 / DOI: https://doi.org/10.37431/conectividad.v5i3.153
Fecha de recepción: 01 / 06 / 2024
Fecha de aceptación: 25 / 06 / 2024
Fecha de publicación: 23 / 07 / 2024
1
Instituto Superior Tecnológico Universitario Rumiñahui
Ubicación de PMU´s considerando el criterio de conmutación óptima de
líneas de transmisión
Location of PMU’s considering the optimal switching criteria for transmission lines
Iván Cayo1 ,Carlos Quinatoa2 , Josué Ortiz3 , Edison Panchi4
1 Universidad Técnica de Cotopaxi, ivan.cayo0044@utc.edu.ec, Latacunga, Ecuador
2 Universidad Técnica de Cotopaxi, carlos.quinatoa7864@utc.edu.ec, Latacunga, Ecuador
3 Universidad Técnica de Cotopaxi, josue.ortiz7570@utc.edu.ec, Latacunga, Ecuador
4 Universidad Técnica de Cotopaxi, edison.panchi7277@utc.edu.ec, Latacunga, Ecuador
Autor para correspondencia: ivan.cayo0044@utc.edu.ec
RESUMEN
En el ámbito del funcionamiento del sistema eléctrico en tiempo real, el aspecto radica en ga-
rantizar la observabilidad necesaria para una estimación precisa del estado. Varios algoritmos
de optimización que se encuentran en la literatura científica desempeñan un papel fundamental
a la hora de colocar dispositivos de medición, como los medidores sincrofasores (PMU´s), que
miden la magnitud y el ángulo de la tensión o la corriente. No obstante, la instalación de PMU
en cada bus o nodo puede generar elevados costos importantes. Por lo tanto, en la investigación
introduce un marco de optimización que garantiza una redundancia mínima de n-1 durante
las contingencias, a la vez que mantiene los costos dentro de los límites razonables. Nuestra
propuesta tiene en cuenta la conmutación óptima de las líneas de transmisión, manteniendo la
observabilidad. Por lo que se propone tres formulaciones principales: una que se centra en la
colocación de las PMU sin tener en cuenta los nodos de inyección cero (ZIB´s), otra que las
incorpora y una tercera que apunta a maximizar la observabilidad los resultados generales en
términos de participación son 21,43% y el 28,57%, respectivamente.
Palabras clave: Distribución, Optimización, Unidad de medida fasorial, Óptimo local, Ángulo,
Voltaje
ABSTRACT
In real-time power system operation, the issue is to ensure the observability required for ac-
curate state estimation. Several optimization algorithms found in the scientific literature play
a key role in the placement of measurement devices, such as synchrophasor meters (PMU’s),
which measure the magnitude and angle of voltage or current. However, the installation of
PMU’s at each bus or node can generate significant high costs. Therefore, in the research, we
introduce an optimization framework that guarantees a minimum redundancy of n-1 during
contingencies, while keeping costs within reasonable limits. Our proposal takes into account
the optimal switching of transmission lines while maintaining observability. Therefore, three
main formulations are proposed: one that focuses on the placement of PMUs without taking
into account the zero injection nodes (ZIB’s), another that incorporates them and a third one that
Ubicación de PMU´s considerando el criterio de conmutación óptima de líneas de transmisión. pp. 1 - 16 /
Volumen 5, número 3 / DOI: https://doi.org/10.37431/conectividad.v5i3.153
Fecha de recepción: 01 / 06 / 2024
Fecha de aceptación: 25 / 06 / 2024
Fecha de publicación: 23 / 07 / 2024
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Instituto Superior Tecnológico Universitario Rumiñahui
aims at maximizing the observability the overall results in terms of participation are 21.43%
and 28.57%, respectively.
Key words: Distribution, Optimization, Phasor measurement unit, Local optimum, Angle, Vol-
tage
1. INTRODUCCIÓN
El sistema eléctrico cada vez presenta desafíos para la planificación y operación debido al in-
cremento de ingreso de generación renovable que tiene intermitencia en los recursos primarios.
No obstante, en el ámbito de la operación en tiempo real es necesario contar con algoritmo que
sea de convergencia única y rápido para predecir el estado del sistema, para cumplir con esto es
necesario que dentro del sistema tenga mediadas reales en magnitud tales como: potencia activa
y reactiva inyectada en los nodos, flujo de potencia activa y reactiva y algunas mediciones de
corriente y voltaje magnitud y ángulo. Con la implementación de los PMU´s en los nodos se lo-
gra monitoria el sistema de manera dinámica. Sin embargo, es necesario saber cuántos aparatos
son necesarios para lograr monitorear el sistema de tal manera que sea completamente obser-
vable y controlable, tomando consideración las contingencias n-1 (Carrión & González, 2018).
Entonces para optimizar la ubicación de PMU en los sistemas de energía eléctrica es esencial
para garantizar la observabilidad y la redundancia, especialmente durante las contingencias.
Numerosos estudios presentan modelos y algoritmos para determinar las ubicaciones de las
PMU más ventajosas, introducen un modelo destinado a minimizar la cantidad de PMU desple-
gadas y, al mismo tiempo, garantizar una observabilidad y redundancia completas (Carrión &
González, 2018), profundizan en la identificación de las ubicaciones óptimas de las PMU para
detectar interrupciones en la línea, centrándose en maximizar la distancia mínima entre el án-
gulo de fase y las señales de voltaje de las interrupciones (Valarezo et al., 2018). Se centran en
mejorar la flexibilidad del sistema eléctrico mediante una conmutación de transmisión (OTS)
óptima y en integrar un sistema de clasificación de las líneas de transmisión para mejorar la
eficiencia computacional (Rezaei Jegarluei et al., 2015).
Los autores sugieren algoritmos para la localización de fallos mediante PMU, lo que garantiza
el diagnóstico y la localización de fallos en todas las líneas de la red (Zhao et al., 2012). Los
autores introducen un enfoque de localización de fallos que utiliza mediciones de tensión de las
PMU y una estrategia eficiente de colocación de las PMU para redes de transmisión extensas,
lo que permite localizar los fallos de forma rápida y precisa sin necesidad de clasificar el tipo
de fallo (Jiang et al., 2012). Por consiguiente, dentro de la literatura científica se tiene algu-
nos trabajos de investigación que proponen novedosas estructuras para alcanzar el mínimo de
PMU´s en la red entre ellas tenemos, una hoja de ruta para colocación óptima de la PMU pro-
puesto por los autores (Madani et al., 2011, donde la perspectiva de la colocación óptima de la
PMU implica un enfoque integral que tenga en cuenta diversos factores como las necesidades
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