ANÁLISIS PRELIMINAR DE LA VULNERABILIDAD DE UN SISTEMA DE POTENCIA MEDIANTE INTERDICCIÓN DETERMINISTA MULTIOBJETIVO

Resumen

En este artículo se presenta un nuevo enfoque para el análisis de la vulnerabilidad de un sistema de potencia basado en un modelo híbrido que combina conceptos de interdicción determinista de grafos (IDG) y el uso de algoritmos evolutivos de optimización multiobjetivo (AEOM). La IDG aplicada a los sistemas de potencia permite entender la relación que existe entre la puesta fuera de servicio de los componentes que lo forman (ya sea debido a fallas aleatorias o acciones intencionales) y la carga que debe ser racionada. Los autores reconocen que, en el desarrollo de estrategias para prevenir el racionamiento, es posible tomar en cuenta múltiples objetivos contrapuestos y que pueden existir varias soluciones, dependiendo de las preferencias del ente encargado de tomar la decisión. A tal efecto se propone el uso de AEOM, como una herramienta de cálculo simple y eficiente. Para ilustrar el enfoque propuesto, se analizan dos sistemas clásicos en la literatura de sistemas de potencia, como son el IEEE 30-Bus y el IEEE-RBTS y una versión simplificada del sistema eléctrico de potencia de Italia. Los resultados obtenidos se comparan favorablemente con los resultados de otros enfoques reportados en la literatura y sugieren que el enfoque propuesto puede ser utilizado como un análisis preliminar para evaluar la vulnerabilidad de un sistema de potencia.

POWER SYSTEM VULNERABILITY SCREENING USING MULTIPLE-OBJECTIVE DETERMINISTIC INTERDICTION

ABSTRACT
This paper introduces a new approach for the analysis of the vulnerability of power systems based on a hybrid model: an efficient multi-objective optimization evolutionary approach (MOEA) and the use of deterministic network interdiction concepts (DNIP). The paper analyzes the interaction between the power system’s component outages, due to external attacks or random failures and the system load shedding and considers that multiple prospective solutions could be selected, based on the preference of the decision-maker. A simple but powerful evolutionary algorithm can be used to address this multi-objective perspective. To illustrate the proposed approach, classical systems from literature are studied (IEEE 30-Bus and IEEE-RBTS) along with a simplified version of the Italian power system. As presented, the approach can be used as an initial straightforward screening approach to identify severe system disturbances and, to reproduce and/or significantly improve upon the results presented in previous studies.
Keywords: Contingency screening, Interdiction, Power system security, Multi-objective evolutionary optimization, Vulnerability.