Fortalecimiento de los indicadores de confiabilidad en sistemas de distribución de energía eléctrica mediante la ubicación óptima de líneas de distribución redundantes

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Title: Fortalecimiento de los indicadores de confiabilidad en sistemas de distribución de energía eléctrica mediante la ubicación óptima de líneas de distribución redundantes
Authors: Jiménez Erazo, Johao Javier
Advisor: Carrión Galarza, Diego Francisco
Abstract: Faced with the imperative need to enhance operational reliability in electrical distribution networks, this study proposes an optimization methodology based on the Teaching-Learning-Based Optimization (TLBO) algorithm for the strategic placement of redundant lines. Model validation is performed on the "MV Distribution Network – Base Model" test system, using a combined objective function of the MTTF (Mean Time Between Failures) and MTTR (Mean Time To Repair) reliability indices. Following 500 independent executions, the configuration with three redundant lines identified as LN_1011, LN_1058, and LN_0871 is determined to provide the most stable solution. Specifically, this topology increases MTTF from 403.64 h to 409.42 h and reduces MTTR from 2.351 h to 2.306 h. Furthermore, significant improvements are observed in the voltage profile and angle, a more balanced redistribution of active and reactive power, enhanced utilization efficiency of existing lines, and a generalized reduction in energy losses.
Translated abstract: Ante la necesidad imperante de fortalecer la confiabilidad operativa en redes de distribución eléctrica, este estudio propone una metodología de optimización basada en el algoritmo Teaching-Learning-Based Optimization (TLBO) para la ubicación estratégica de líneas redundantes. La validación del modelo se realiza sobre el sistema de prueba “MV Distribution Network – Base Model”, considerando como función objetivo la combinación de los indicadores MTTF (Mean Time Between Failures) y MTTR (Mean Time To Repair). Tras 500 ejecuciones independientes, se determina que la configuración con tres líneas redundantes identificadas como LN_1011, LN_1058 y LN_0871 ofrece la solución más estable. Concretamente, esta topología incrementa el MTTF de 403.64 h a 409.42 h y reduce el MTTR de 2.351 h a 2.306 h. Además, se observan mejoras significativas en el perfil y ángulo de tensión, una redistribución más equilibrada de las potencias activa y reactiva, una utilización más eficiente de las líneas existentes y una disminución generalizada de las pérdidas energéticas.
Keywords: ELECTRICIDAD
ANÁLISIS DE REDES ELÉCTRICAS
OPTIMIZACIÓN MATEMÁTICA
REDES ELÉCTRICAS
SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA
LÍNEAS DE DISTRIBUCIÓN
ENERGÍA ELÉCTRICA
Issue Date: Sep-2025
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/31439
Language: spa
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