Publicado 2020-09-21
Palabras clave
- Estimación paramétrica,
- optimización matemática,
- programación no lineal,
- transformadores de distribución,
- sistema de modelado algebraico general
Cómo citar
Derechos de autor 2020 Revista UIS Ingenierías
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-SinDerivadas 4.0.
Resumen
En este artículo se presenta una metodología para la estimación de parámetros en transformadores de distribución considerando medidas de tensión y corriente mediante un modelo matemático de programación no lineal (PNL). Este modelo de programación es desarrollado a través de la aplicación de las leyes de Kirchhoff al modelo del circuito equivalente del transformador. Para resolver el modelo de PNL resultante se emplea el sistema de modelado algebraico general conocido como GAMS. La metodología de optimización propuesta se desarrolla a manera de tutorial con un ejemplo de implementación el cual corresponde a un transformador monofásico de 20 kVA y una relación de transformación de 8000/240 V. Los resultados numéricos muestran que la estimación paramétrica en transformadores mediante el modelo de PNL propuesto representa adecuadamente el comportamiento eléctrico de estos dispositivos en relación con su funcionamiento para diferentes escenarios de carga a los que se encuentren sometidos. Todas las simulaciones fueron realizadas con la versión 25.1.3 de GAMS licenciado por la Universidad Tecnológica de Bolívar.
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Referencias
[2] R. Jiménez, T. Serebrisky, J. Mercado, “Sizing Electricity Losses in Transmission and Distribution Systems in Latin America and the Caribbean,” Inter-American Development Bank, Tech. Rep., 2017. [En línea]. Disponible en: https://publications.iadb.org/publications/english/document/Power-Lost-Sizing-Electricity-Losses-in-Transmission-and-Distribution-Systems-in-Latin-America-and-the-Caribbean.pdf
[3] “Evolución sectorial de la distribución y comercialización de energía eléctrica en Colombia 2010-2018,” ASOCODIS, Tech. Rep., 2019. [En línea]. Disponible en: http://www.asocodis.org.co/index.php?option=com_archivos&view=archivos&id=64&Itemid=11
[4] S. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, ser. McGrawHill Series in Electrical and Computer Engineering. McGrawHill Companies, Incorporated, 2005.
[5] H. Illias, K. Mou, A. Bakar, “Estimation of transformer parameters from nameplate data by imperialist competitive and gravitational search algorithms,” Swarm Evol. Comput., vol. 36, pp. 18–26, oct 2017, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2978398
[6] R. Patsch, J. Menzel, “Ageing and degradation of power transformers: how to interpret Return Voltage Measurements,” in 2008 International Symposium on Electrical Insulating Materials (ISEIM 2008), pp. 179-182, 2008, doi: 10.1109/ISEIM.2008.4664447
[7] M. Ćalasan, D. Mujičić, V. Rubežić, M. Radulović “Estimation of Equivalent Circuit Parameters of Single-Phase Transformer by Using Chaotic Optimization Approach,” Energies, vol. 12, no. 9, p. 1697, 2019, doi: 10.3390/en12091697
[8] H. Yiyan, W. Maosong, “The transformer short-circuit test and the high power laboratory in China the past, present, and future,” IEEE Electr. Insul. Mag., vol. 20, no. 1, pp. 14–19, 2004, doi: 10.1109/MEI.2004.1266361
[9] M. Singh, A. Prakasha, K. S. Meera, “Impact of Online Testing of Distribution Transformers- A Case Study,” in 2019 International Conference on High Voltage Engineering and Technology (ICHVET). IEEE, pp. 1-6, 2019, doi: 10.1109/ICHVET.2019.8724291
[10] O. D. Montoya, R. A. Hincapié, M. Granada, “Nuevo enfoque para la localización óptima de reconectadores en sistemas de distribución considerando la calidad del servicio y los costos de inversión,” Ingeniare, vol. 24, no. 1, pp. 55–69, 2016.
[11] R. Kazemi, S. Jazebi, D. Deswal, F. de León, “Estimation of Design Parameters of Single-Phase Distribution Transformers From Terminal Measurements,” IEEE Trans. Power Del., vol. 32, no. 4, pp. 2031–2039, 2017, doi: 10.1109/TPWRD.2016.2621753
[12] T. Dao, H. A. Halim, B. T. Phung, “A comparative study of power loss caused by voltage harmonics in aged transformer,” in 2016 International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis (CMD), 2016, pp. 461–464, doi: 10.1109/CMD.2016.7757860
[13] R. Krishan, A. K. Mishra, B. S. Rajpurohit, “Real-time parameter estimation of single-phase transformer,” in 2016 IEEE 7th Power India International Conference (PIICON), Bikaner, 2016, pp. 1–6, doi: 10.1109/POWERI.2016.8077315
[14] Mercados-Energéticos-Consultores, “Revisión de las metodologías de remuneración de las actividades de transmisión y distribución de energía eléctrica,” CREG, Tech. Rep., 2014.
[15] S. Padma, S. Subramanian, “Parameter Estimation of Single Phase Core Type Transformer Using Bacterial Foraging Algorithm,” Engineering, vol. 02, no. 11, pp. 917–925, 2010.
[16] M. I. Mossad, M. Azab, A. Abu-Siada, “Transformer Parameters Estimation From Nameplate Data Using Evolutionary Programming Techniques,” IEEE Trans. Power Del., vol. 29, no. 5, pp. 2118–2123, 2014, doi: 10.1109/TPWRD.2014.2311153
[17] O. D. Montoya, “Solving a Classical Optimization ProblemUsing GAMS Optimizer Package: Economic Dispatch ProblemImplementation,” Ingeniería y Ciencia, vol. 13, no. 26, pp. 39–63, 2017, doi: 10.17230/ingciencia.13.26.2
[18] O. D. Montoya, L. F. Grisales-Noreña, W. Gil-González, G. Alcalá, Q. Hernandez-Escobedo, “Optimal Location and Sizing of PV Sources in DC Networks for Minimizing Greenhouse Emissions in Diesel Generators,” Symmetry, vol. 12, no. 2, p. 322, feb 2020, doi: 10.3390/sym12020322
[19] O. D. Montoya, W. Gil-González, L. Grisales-Noreña, “An exact MINLP model for optimal location and sizing of DGs in distribution networks: A general algebraic modeling system approach,” Ain Shams Eng. J., nov 2019, doi: 10.1016/j.asej.2019.08.011
[20] O. D. Montoya, W. Gil-González, L. Grisales-Noreña, C. Orozco-Henao, F. Serra, “Economic Dispatch of BESS and Renewable Generators in DC Microgrids Using Voltage-Dependent Load Models,” Energies, vol. 12, no. 23, p. 4494, 2019, doi: 10.3390/en12234494
[21] W. Gil-González, O. D. Montoya, L. F. Grisales-Noreña, F. Cruz-Peragón, G. Alcalá, “Economic Dispatch of Renewable Generators and BESS in DC Microgrids Using Second-Order Cone Optimization,” Energies, vol. 13, no. 7, p. 1703, 2020, doi: 10.3390/en13071703
[22] O. D. Montoya, W. Gil-González, E. Rivas-Trujillo, “Optimal Location-Reallocation of Battery Energy Storage Systems in DC Microgrids,” Energies, vol. 13, no. 9, p. 2289, 2020, doi: 10.3390/en13092289
[23] L. Tartibu, B. Sun, M. Kaunda, “Multi-objective optimization of the stack of a thermoacoustic engine using GAMS,” Appl. Soft Comput., vol. 28, pp. 30–43, 2015, doi: 10.1016/j.asoc.2014.11.055
[24] A. Soroudi, Power System Optimization Modeling in GAMS. Springer International Publishing, 2017, doi: 10.1007/978-3-319-62350-4
[25] A. Naghiloo, M. Abbaspour, B. Mohammadi-Ivatloo, K. Bakhtari, “GAMS based approach for optimal design and sizing of a pressure retarded osmosis power plant in Bahmanshir river of Iran,” Renewable Sustainable Energy Rev., vol. 52, pp. 1559–1565, dec 2015, doi: 10.1016/j.rser.2015.08.018