Ubicación óptima de bancos de condensadores mediante programación lineal entera mixta para mejorar la confiabilidad de un sistema eléctrico radial de distribución

• Autor: Troncos Riofrio, Marco Aurelio
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/29050
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/29050
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Sistema eléctrico; Análisis de confiabilidad; Programación lineal entera mixta; Distribución eléctrica; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.02

El crecimiento sostenido de la demanda eléctrica en Perú presenta desafíos significativos para la confiabilidad y calidad del suministro en los sistemas eléctricos de distribución. Las variaciones de tensión, las pérdidas energéticas y la ineficiencia en la compensación de energía reactiva afectan la estabilidad y operación de los sistemas eléctricos radiales de distribución. Lo cual impacta en la disminución de la confiabilidad del sistema eléctrico, consecuentemente en la gestión de mantenimiento. Esta investigación tiene como objetivo mejorar la confiabilidad de un sistema eléctrico radial de distribución mediante la ubicación óptima de bancos de condensadores utilizando programación lineal entera mixta (PLEM). El modelo propuesto se basa en el modelado del flujo de potencia, análisis de confiabilidad y optimización matemática. El estudio emplea técnicas de optimización mediante PLEM implementadas en el entorno de programación Julia-JuMP. Se utilizan dos casos de estudio: a) Sistema estándar IEEE de 33 barras, representando un entorno controlado con demanda constante; b) Sistema real de 178 barras en Piura, Perú, con demanda variable, permitiendo evaluar la aplicabilidad del modelo en una red eléctrica urbana. Se analizan indicadores como la Energía No Suministrada (ENS), el índice SAIDI y las pérdidas de energía antes y después de la optimización. Los resultados muestran que la ubicación óptima de bancos de condensadores mejora la calidad del voltaje y reduce pérdidas en ambos casos de estudio. Sin embargo, en un sistema real, el impacto en la confiabilidad es moderado debido a que los sistemas eléctricos reales suelen operar dentro de niveles aceptables de calidad de tensión. Se concluye que la optimización mediante PLEM permite mejorar la eficiencia de un sistema eléctrico de distribución, reduciendo costos operativos y mejorando la confiabilidad del servicio.