Optimization of capacitor banks in the Skagerak Networks Transmission Grid

Abstract

Los bancos de condensadores han sido usados ampliamente en redes electricas. Esta tesis de master presenta un estudio de la implementacion de bancos de condensadores en la red de transporte. Las redes comprenden dos areas en Telemark y Vestfold con niveles de tension de 55kV, 66kV y 132kV,propiedad de Skagerak Nett AS. Los bancos de condensadores mejoran la red eléctrica en cinco aspectos: corrección del factor de potencia, incremento de la capacidad, reducción de pérdidas, soporte de tensión y de potencia reactiva. Estándares y regulaciones internacionales relacionadas con la aplicación de bancos de condensadores y consideraciones tecnológicas han sido expuestas. Mejoras en la red son siempre necesarias. Esta tesis de máster es el proyecto de planificación de bancos de condensadores. El objetivo principal es encontrar la solución óptima para instalar bancos de condensadores en la red. La solución óptima es la que minimiza los costes económicos de operación de la red y las inversiones en bancos de condensadores. El proyecto se dirige a encontrar la solución óptima en la totalidad de una red y a analizar la viabilidad económica de esta solución. El problema de la óptima localización de bancos de condensadores consiste en determinar las potencias y las localizaciones de los condensadores que optimizan la función objetivo. El problema se resuelve usando varios algoritmos genéticos. Los algoritmos genéticos son implementados con Python, que puede usar las funcionalidades de PSS/E, dónde los datos de la red són almacenados. La función objetivo incluye datos de temporada alta demanda, costes de inversión, pérdidas de potencia, perdidas de potencia reactiva y mantenimiento. Las restricciones del problema limitan tensión, factor de potencia y potencia de bancos de condensadores. Los aspectos económicos forman parte de la función objetivo. Los resultados muestran que las redes eléctricas en consideración pueden ser mejoradas con los bancos de condensadores y que los costes son reducidos. Las inversiones en bancos de condensadores se recomiendan ya que ofrecen beneficios respecto la situación actual. Las configuraciones de bancos de condensadores propuestas consisten en 14 y 13 bancos de condensadores en Telemark y Vestfold , distribuidos en 7 y 10 estaciones transformadoras respectivamente, con potencias nominales desde 6 a 20 Mvar. Los ahorros de las propuestas han sido estimadas en 68 y 40 millones de coronas noruegas durante el periodo de inversión