Decentralized AC power flow for multi-area power systems using a decomposition approach based on Lagrangian relaxation

Abstract

RESUMEN: Este artículo presenta un método de solución descentralizada para el problema de flujo de potencia AC en sistemas de potencia con áreas interconectadas. La metodología propuesta permite encontrar el punto de operación de un área en particular sin la necesidad de conocer explícitamente los datos de las áreas adyacentes, siendo sólo necesario intercambiar información de frontera relacionada con las líneas de interconexión entre áreas. El método se basa en la descomposición de las condiciones de optimalidad de primer orden del flujo de potencia AC, el cual se formula como un problema de programación no lineal. Un sistema didáctico de 9 barras, el sistema IEEE RTS-96 y el sistema de prueba IEEE de 118 barras se utilizan para mostrar la operación y eficiencia del flujo de potencia AC distribuido.

ABSTRACT: A decentralized solution method to the AC power flow problem in power systems with interconnected areas is presented. The proposed methodology allows finding the operation point of a particular area without explicit knowledge of network data of adjacent areas, being only necessary to exchange border information related to the interconnection lines between areas. The methodology is based on the decomposition of the first order optimality conditions of the AC power flow, which is formulated as a nonlinear programming problem. A 9-bus didactic system, the IEEE Three Area RTS-96 and the IEEE 118 bus test systems are used in order to show the operation and effectiveness of the distributed AC power flow.