1 inferencia dinámica de la configuración operativa de la red de distribución de energía...

1

Inferencia dinámica de la configuración operativa Inferencia dinámica de la configuración operativa de la red de distribución de energía eléctrica de la red de distribución de energía eléctrica utilizando técnicas basadas en lógica difusautilizando técnicas basadas en lógica difusa

Julio Romero AgüeroJulio Romero Agüero

Alberto VargasAlberto Vargas

22

Tabla de ContenidoTabla de Contenido

1.1. IntroducciónIntroducción

2.2. ObjetivosObjetivos

3.3. Análisis del problemaAnálisis del problema

4.4. Metodología de soluciónMetodología de solución

5.5. ResultadosResultados

6.6. ConclusionesConclusiones

7.7. PublicacionesPublicaciones

33

1.1. IntroducciónIntroducción1.11.1 CO CO →→ gestión de interrupciones gestión de interrupciones

COCO

Llamadas telefónicas

Llamadas telefónicas

SCADASCADA

Historia deoperación

Historia deoperación

Conocimientoexperto

Conocimientoexperto

Integración de datoscuantitativos y cualitativos

Integración de datoscuantitativos y cualitativos

Integración de datos de tiempo real (TR) y

tiempo real extendido (TRE)

Integración de datos de tiempo real (TR) y

tiempo real extendido (TRE)

OutageManagement

Systems (OMS)

OutageManagement

Systems (OMS)

Calidad delServicioEléctrico


Localización deinterrupciones

Localización deinterrupciones

Restauracióndel servicio

Restauracióndel servicio

Registro datoshistóricos de

operación

Registro datoshistóricos de

operación

ConfiguraciónOperativa (CO)

ConfiguraciónOperativa (CO)

44

1.21.2 CO CO →→ Operación y control Operación y control

MedicionesMediciones

COCOEEEE Estado

eléctrico

Estado eléctrico

EE estáticaEE estática

MedicionesMediciones

Dispositivos“dudosos”

Dispositivos“dudosos”

EEEE

Estado eléctrico

Estado eléctrico

EE generalizadaEE generalizada

COCO

Operacióny Control

Operacióny Control



Base de datosde parámetros

eléctricos

Base de datosde parámetros

eléctricos

Estimación deestado (EE)

Estimación deestado (EE)

Metodología que pueda ser utilizada para EE estática

o generalizada

Metodología que pueda ser utilizada para EE estática

o generalizada

55









66

Inferir la CO mediante el procesamiento e integración de los Inferir la CO mediante el procesamiento e integración de los datos cuantitativos y cualitativos disponibles en TR y TRE. datos cuantitativos y cualitativos disponibles en TR y TRE.

2.12.1 Objetivo GeneralObjetivo General

Obtener una solución inicial a partir de las variables de TR Obtener una solución inicial a partir de las variables de TR (CO(COTRTR), la cual será mejorada dinámicamente utilizando las ), la cual será mejorada dinámicamente utilizando las variables de TRE hasta alcanzar una solución final (COvariables de TRE hasta alcanzar una solución final (COTRETRE).).

Obtener una CO que sirva de punto de partida para la gestión Obtener una CO que sirva de punto de partida para la gestión de interrupciones y la EE (estática o generalizada).de interrupciones y la EE (estática o generalizada).

2.22.2 Objetivos EspecíficosObjetivos Específicos


77









88

Operación de dispositivo de

protección

Operación de dispositivo de

protecciónFallaFallaCO

actual

COactual

NuevaCO

NuevaCO


Datos de TRE (minutos):Datos de TRE (minutos):

Llamadas telefónicas de clientes afectados por interrupciones.Llamadas telefónicas de clientes afectados por interrupciones.

Datos de TR (segundos):Datos de TR (segundos):

Datos suministrados por SCADA: potencia activa desconectadaDatos suministrados por SCADA: potencia activa desconectada y my magnitud de corriente de falla medida en la SE AT/MT . agnitud de corriente de falla medida en la SE AT/MT .

Datos históricos de operación: Datos históricos de operación: Clima (Clima (WW)) Programa de mantenimiento del alimentador (Programa de mantenimiento del alimentador (TTMM)) Frecuencia de operación de dispositivos de protección (Frecuencia de operación de dispositivos de protección (FFOO))

Reglas y datos cualitativos basados en conocimiento experto.Reglas y datos cualitativos basados en conocimiento experto.

ΔP SCI

99









4.1 Solución de TR (CO4.1 Solución de TR (COTRTR))

4.2 Solución de TRE (CO4.2 Solución de TRE (COTRETRE))

4.3 Algoritmo4.3 Algoritmo

1010

4.4. Metodología de soluciónMetodología de solución4.14.1 Solución de TR (COSolución de TR (COTRTR))

T2-FLS μC

IP

II

IQ

La certeza de operación se utiliza para obtener la solución de TR (COLa certeza de operación se utiliza para obtener la solución de TR (COTRTR))

ΔP

SCI

ÍÍndice basado en anndice basado en anáálisis de lisis de WW, , FFOO y y TTMM

Certeza de operaciCerteza de operacióónn

ÍÍndice basado en anndice basado en anáálisis delisis de


PI = P P

1 nI I

II = I I

1 nI I

QI = Q Q

1 nI I

μC = + + +1 nc c

ΔP

SCI

ÍÍndice basado en anndice basado en anáálisis de lisis de WW, , FFOO y y TTMM

Certeza de operaciCerteza de operacióónn



PI = P P

1 nI I

II = I I

1 nI I

QI = Q Q

1 nI I

μC = + + +1 nc c

SI es GRANDE Y es GRANDE Y es PEQUESI es GRANDE Y es GRANDE Y es PEQUEÑÑO es MUY GRANDEO es MUY GRANDEPiI I

iI QiI +

iμcSI es GRANDE Y es GRANDE Y es PEQUESI es GRANDE Y es GRANDE Y es PEQUEÑÑO es MUY GRANDEO es MUY GRANDEPiI I

iI QiI +

iμcPiI I

iI QiI +

iμc

1111











Cálculo de Cálculo de IIPP

Cálculo de Cálculo de IIII

Cálculo de Cálculo de IIQQ

Cálculo de Cálculo de µCµC++


1212


Algoritmobasadoen flujo

de potencia

+Conocimiento

experto

Algoritmobasadoen flujo

de potencia

+Conocimiento

expertoMedicionesSCADA

MedicionesSCADA

Consumosde energía

Consumosde energía

Curvasde carga

Curvasde carga

Flujo de potencia fuzzy deFlujo de potencia fuzzy de

dispositivos de proteccióndispositivos de protección

1414
















1515


Principio de extensión

Fuzzy


Fuzzy

Parámetrosalimentador


Zfalla

estimada

Zfalla

estimada

kI CFFCFF


Fuzzy


Fuzzy



Zfalla

estimada

Zfalla

estimada

kI CFFCFF

1616
















1717


T2-FLS IQ

W

FO

TM

ClimaClima W = 1 nW W

Frecuencia de operaciFrecuencia de operacióón de dispositivosn de dispositivos OF O O

1 nF F

Mantenimiento del alimentadorMantenimiento del alimentador MT M M

1 nT T

ÍÍndice basado en anndice basado en anáálisis de lisis de WW, , FFOO y y TTMM QI Q Q

1 nI I

ClimaClima W = 1 nW W

Frecuencia de operaciFrecuencia de operacióón de dispositivosn de dispositivos OF O O

1 nF F

Mantenimiento del alimentadorMantenimiento del alimentador MT M M

1 nT T

ÍÍndice basado en anndice basado en anáálisis de lisis de WW, , FFOO y y TTMM QI Q Q

1 nI I

SI es MALO Y es ALTA Y es CORTO SI es MALO Y es ALTA Y es CORTO es GRANDEes GRANDEiW OiF M

iT QiISI es MALO Y es ALTA Y es CORTO SI es MALO Y es ALTA Y es CORTO es GRANDEes GRANDEiW O

iF MiT Q

iI

1818
















1919

Cálculo de Cálculo de μCμC++

Si solo hay un candidato, entonces Si solo hay un candidato, entonces finalizafinaliza la inferencia. la inferencia.

Si hay mas de un candidato, se usan los datos de TRE finalizar la inferencia.Si hay mas de un candidato, se usan los datos de TRE finalizar la inferencia.

0 5iCc . +Los dispositivos que cumplen son selecciLos dispositivos que cumplen son seleccionados como candidatos.onados como candidatos.0 5iCc . +Los dispositivos que cumplen son selecciLos dispositivos que cumplen son seleccionados como candidatos.onados como candidatos.

2020
















2121

4.24.2 Solución de TRE (COSolución de TRE (COTRETRE))

Inferencia Abductiva Fuzzy (Inferencia Abductiva Fuzzy (IAFIAF))

IAF P(Ds)

μC+

M +

μC-

M -

Relaciones de causalidad del distribuidorRelaciones de causalidad del distribuidor,μC μC+ -

Interrupciones Interrupciones ““mas o menosmas o menos”” ciertamente presentes o ausentesciertamente presentes o ausentes

Plausibilidad de la Plausibilidad de la ss--éésima explicacisima explicacióónn P SD

SD ss--éésima explicacisima explicacióónn

,M M+ -

Relaciones de causalidad del distribuidorRelaciones de causalidad del distribuidor,μC μC+ -

Interrupciones Interrupciones ““mas o menosmas o menos”” ciertamente presentes o ausentesciertamente presentes o ausentes

Plausibilidad de la Plausibilidad de la ss--éésima explicacisima explicacióónn P SD

SD ss--éésima explicacisima explicacióónn

,M M+ -

2222

IAFIAF2n

alternativas

2n

alternativasDDSS

1 6 7D = d ,d

2 4 6D = d ,d

3 5 7D = d ,d

4 4 5D = d ,d

5 3D = d

6 2D = d

7 1D = d SD = ?

1 6 7D = d ,d

2 4 6D = d ,d

3 5 7D = d ,d

4 4 5D = d ,d

5 3D = d

6 2D = d

7 1D = d SD = ?

2323
















2424

4. Número de

di candidatos >

1

4. Número de

di candidatos >

1

3. Cálculo de di candidatos

μci C > 0.5

3. Cálculo de di candidatos

μci C > 0.5

2. Cálculo de μC+ mediante T2-FLS

2. Cálculo de μC+ mediante T2-FLS

1. Cálculo de índices

IP, II, IQ

1. Cálculo de índices

IP, II, IQ

Nueva CONueva CO

NONO

4.34.3 AlgoritmoAlgoritmo

Datos de TR

Datos de TR

Datos de TRE

Datos de TRE

6. Inferencia Abductiva Fuzzy


5. Definición

de M +, M -5. Definición

de M +, M -

SISI

Datos de TRE

Datos de TRE



5. Definición

de M +, M -5. Definición

de M +, M -

SISI

2525









2626


2727

Caso 1 – Operación de R021 (reconectador)Caso 1 – Operación de R021 (reconectador)Resultados de TRResultados de TR

R021

SE AT/MT

Dispositivos de protección

R032R021

SE AT/MT


R032

Pi 3φ (R021) = 271 kW

Pi 3φ (R032) = 317 kW

2828

0

1

Isc = 350A

1

Isc = 350A

1

0

1

Isc = 400A

1

Isc = 400A

1

0

1

Isc = 450A

1

Isc = 450A

1

0

1

Isc = 500A

1

Isc = 500A

1

0

1

Isc = 550A

1

Isc = 550A

1

0

1

Isc = 600A

1

Isc = 600A

1

0

1

Isc = 650A

1

Isc = 650A

1

0

1

Isc = 350A

1

Isc = 350A

1

0

1

Isc = 400A

1

Isc = 400A

1

0

1

Isc = 450A

1

Isc = 450A

1

0

1

Isc = 500A

1

Isc = 500A

1

0

1

Isc = 550A

1

Isc = 550A

1

0

1

Isc = 600A

1

Isc = 600A

1

0

1

Isc = 650A

1

Isc = 650A

1

R032 …. R021─

260 kW 10Ω, 20Ω3 SC 1 fallaΔP = I Z

2929

0

1

Isc = 350A

1

Isc = 350A

1

0

1

Isc = 400A

1

Isc = 400A

1

0

1

Isc = 450A

1

Isc = 450A

1

0

1

Isc = 500A

1

Isc = 500A

1

0

1

Isc = 550A

1

Isc = 550A

1

0

1

Isc = 600A

1

Isc = 600A

1

0

1

Isc = 650A

1

Isc = 650A

1

0

1

Isc = 350A

1

Isc = 350A

1

0

1

Isc = 400A

1

Isc = 400A

1

0

1

Isc = 450A

1

Isc = 450A

1

0

1

Isc = 500A

1

Isc = 500A

1

0

1

Isc = 550A

1

Isc = 550A

1

0

1

Isc = 600A

1

Isc = 600A

1

0

1

Isc = 650A

1

Isc = 650A

1

R032 …. R021─


3030

Caso 2 - Operación de F1342 (fusibles)Caso 2 - Operación de F1342 (fusibles)

Resultados de TRResultados de TR

SE AT/MT


F1342

F1355

SE AT/MT


F1342

F1355

Pi 1φ (F1342) = 89 kW

Pi 1φ (F1355) = 82 kW

3131

0

1

Isc = 350A

1

Isc = 350A

1

0

1

Isc = 400A

1

Isc = 400A

1

0

1

Isc = 450A

1

Isc = 450A

1

0

1

Isc = 500A

1

Isc = 500A

1

0

1

Isc = 550A

1

Isc = 550A

1

0

1

Isc = 600A

1

Isc = 600A

1

0

1

Isc = 650A

1

Isc = 650A

1

0

1

Isc = 350A

1

Isc = 350A

1

0

1

Isc = 400A

1

Isc = 400A

1

0

1

Isc = 450A

1

Isc = 450A

1

0

1

Isc = 500A

1

Isc = 500A

1

0

1

Isc = 550A

1

Isc = 550A

1

0

1

Isc = 600A

1

Isc = 600A

1

0

1

Isc = 650A

1

Isc = 650A

1

F1355 …. F1342─

11


3232

0

1

Isc = 350A

1

Isc = 350A

1

0

1

Isc = 400A

1

Isc = 400A

1

0

1

Isc = 450A

1

Isc = 450A

1

0

1

Isc = 500A

1

Isc = 500A

1

0

1

Isc = 550A

1

Isc = 550A

1

0

1

Isc = 600A

1

Isc = 600A

1

0

1

Isc = 650A

1

Isc = 650A

1

0

1

Isc = 350A

1

Isc = 350A

1

0

1

Isc = 400A

1

Isc = 400A

1

0

1

Isc = 450A

1

Isc = 450A

1

0

1

Isc = 500A

1

Isc = 500A

1

0

1

Isc = 550A

1

Isc = 550A

1

0

1

Isc = 600A

1

Isc = 600A

1

0

1

Isc = 650A

1

Isc = 650A

1

F1355 …. F1342─


3333

SE AT/MT


F1342

F1355

SE AT/MT


F1342

F1355

ΔP1φ = 83 kW, ISC 1φ = 400 A

Resultados de TRE Resultados de TRE

33

44

F1304

F1327

F1379

22

11

3434

F1304: ciertaF1304: cierta

11

F1304: cierta, F1327: probableF1304: cierta, F1327: probable

22

3535

F1304: cierta, F1327: probable, F1379: casi ciertaF1304: cierta, F1327: probable, F1379: casi cierta

3636









3737


3.3. Se ha modelado sistemáticamente el conocimiento experto y los datos Se ha modelado sistemáticamente el conocimiento experto y los datos cualitativos disponibles en los sistemas de distribucióncualitativos disponibles en los sistemas de distribución

2.2. Se ha considerado la influencia conjunta del clima, los datos históricos de Se ha considerado la influencia conjunta del clima, los datos históricos de operación, el mantenimiento y los datos de TR sobre la operación de la redoperación, el mantenimiento y los datos de TR sobre la operación de la red

1.1. La metodología desarrollada tiene las siguientes ventajas:La metodología desarrollada tiene las siguientes ventajas:

Arquitectura modularArquitectura modular Sencilla de implementarSencilla de implementar Capaz de integrar los datos cuantitativos y cualitativos de TR y TRE, así Capaz de integrar los datos cuantitativos y cualitativos de TR y TRE, así

como de modelar sus incertidumbrescomo de modelar sus incertidumbres Capaz de obtener soluciones de forma continua en el tiempo y de mejorar Capaz de obtener soluciones de forma continua en el tiempo y de mejorar

sus resultados dinámicamente sus resultados dinámicamente

5.5. Primera aplicación a nivel internacional de T2-FLS y conjuntos fuzzy tipo 2 Primera aplicación a nivel internacional de T2-FLS y conjuntos fuzzy tipo 2 en sistemas eléctricos de potenciaen sistemas eléctricos de potencia

3838









3939

1.1. J. Romero Agüero, A. Vargas, J. Romero Agüero, A. Vargas, Inference of operative configuration of Inference of operative configuration of distribution networks using fuzzy logic techniques – Part I: Real-time distribution networks using fuzzy logic techniques – Part I: Real-time modelmodel, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 3, pp. 1551-, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 3, pp. 1551-1561, Aug. 20051561, Aug. 2005

2.2. J. Romero Agüero, A. Vargas, J. Romero Agüero, A. Vargas, Inference of operative configuration of Inference of operative configuration of distribution networks using fuzzy logic techniques – Part II: Extended distribution networks using fuzzy logic techniques – Part II: Extended real-time modelreal-time model, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 3, pp. , IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 3, pp. 1562-15691562-1569

3.3. J. Romero Agüero, A. Vargas, J. Romero Agüero, A. Vargas, Using type-2 fuzzy logic systems to infer Using type-2 fuzzy logic systems to infer the operative configuration of distribution networksthe operative configuration of distribution networks, in Proceedings of , in Proceedings of 2005 IEEE Power Engineering Society General Meeting, pp. 2379-2386, 2005 IEEE Power Engineering Society General Meeting, pp. 2379-2386, Jun. 2005Jun. 2005

4.4. J. Romero Agüero, D. Hirschmman, A. Vargas, J. Romero Agüero, D. Hirschmman, A. Vargas, Inference of the operative Inference of the operative configuration of medium voltage distribution networksconfiguration of medium voltage distribution networks, in Proceedings of , in Proceedings of 2003 IEEE Bologna Power Tech Conference, pp.562-569, Jun. 20032003 IEEE Bologna Power Tech Conference, pp.562-569, Jun. 2003


www.geocities.com/drjera

http://www.geocities.com/drjera

4040

¡GRACIAS!¡GRACIAS!

4141

Regular MedianoMi iW = T

4242

FuzzificaciónFuzzificación

Flujo de potencia determinísticoFlujo de potencia determinístico Flujo de potencia fuzzyFlujo de potencia fuzzy

1 inferencia dinámica de la configuración operativa de la red de distribución de energía...

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