TOWARDS REACTIVE POWER MARKETS: MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION OF DISTRIBUTED GENERATION IN IEEE 57-BUS SYSTEM

Resumen

Las redes eléctricas del futuro se caracterizarán por la alta integración de la generación distribuida (GD) a partir de fuentes de energía renovable, lo que planteará nuevos retos para el funcionamiento y la gestión del sistema eléctrico. El presente estudio propone un marco de optimización multiobjetivo de cinco objetivos orientado a la explotación del potencial infrautilizado de la potencia reactiva asociado a los recursos de GD en sistemas eléctricos de potencia. El marco minimiza simultáneamente las pérdidas de transmisión, las desviaciones de tensión, los costes de generación, el índice de estabilidad de la red y los requisitos de potencia reactiva que el operador de red demanda de la GD. Cuatro algoritmos metaheurísticos multiobjetivo ampliamente utilizados en la literatura —SPEA2, MOPSO, NSGA-II y MOEA/D— son evaluados comparativamente en la red de prueba IEEE-57 modificada con penetración GD fotovoltaica, bajo cinco escenarios operativos en un horizonte de despacho de 24 horas. Los resultados obtenidos demuestran que la provisión coordinada de potencia reactiva por parte de las instalaciones de GD contribuye a una reducción de las pérdidas de distribución y mejora de otros objetivos, en comparación con la operación en modo de solo potencia activa. SPEA2 y MOPSO exhiben un desempeño superior en términos de hipervolumen del frente de Pareto obtenido; asimismo, las unidades de GD aportan entre 20 y 40 MVAr de soporte de reactiva, cantidad que representa un valor económico cuantificable en mercados emergentes de potencia reactiva. Estos resultados proporcionan orientación práctica a los operadores de sistemas de potencia para el diseño de estrategias de gestión de potencia reactiva en redes con alta penetración de energías renovables, demostrando que su coordinación eficiente mejora el rendimiento técnico global y abriendo nuevas vías de retribución económica mediante servicios auxiliares.