A mixed-integer linear programming approach for optimal type, size and allocation of distributed generation in radial distribution systems

This paper presents a mixed-integer linear programming approach to solving the problem of optimal type, size and allocation of distributed generators (DGs) in radial distribution systems. In the proposed formulation, (a) the steady-state operation of the radial distribution system, considering different load levels, is modeled through linear expressions; (b) different types of DGs are represented by their capability curves; (c) the short-circuit current capacity of the circuits is modeled through linear expressions; and (d) different topologies of the radial distribution system are considered. The objective function minimizes the annualized investment and operation costs. The use of a mixed-integer linear formulation guarantees convergence to optimality using existing optimization software. The results of one test system are presented in order to show the accuracy as well as the efficiency of the proposed solution technique.© 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Bilevel approach for optimal location and contract pricing of distributed generation in radial distribution systems using mixed-integer linear programming

In this study, a novel approach for the optimal location and contract pricing of distributed generation (DG) is presented. Such an approach is designed for a market environment in which the distribution company (DisCo) can buy energy either from the wholesale energy market or from the DG units within its network. The location and contract pricing of DG is determined by the interaction between the DisCo and the owner of the distributed generators. The DisCo intends to minimise the payments incurred in meeting the expected demand, whereas the owner of the DG intends to maximise the profits obtained from the energy sold to the DisCo. This two-agent relationship is modelled in a bilevel scheme. The upper-level optimisation is for determining the allocation and contract prices of the DG units, whereas the lower-level optimisation is for modelling the reaction of the DisCo. The bilevel programming problem is turned into an equivalent single-level mixed-integer linear optimisation problem using duality properties, which is then solved using commercially available software. Results show the robustness and efficiency of the proposed model compared with other existing models. As regards to contract pricing, the proposed approach allowed to find better solutions than those reported in previous works. © The Institution of Engineering and Technology 2013.

DESIGN OF MICROIRRIGATION SYSTEMS IN SLOPING LANDS USING LINEAR PROGRAMMING

Quando a área a ser irrigada apresenta um elevado gradiente de declive na direção das linhas de derivação, uma opção de dimensionamento é o uso de tubulações com vários diâmetros para economizar no custo e também para manter a variação de pressão dentro dos limites desejados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de programação linear para dimensionar sistemas de irrigação por microaspersão com linhas de derivação com mais de um diâmetro e operando em declive, visando a minimização do custo anualizado da rede hidráulica e do custo anual com energia elétrica, além de assegurar que a máxima variação de carga hidráulica na linha será respeitada. Os dados de entrada são: configuração da rede hidráulica do sistema de irrigação, custo de todos os componentes da rede hidráulica e custo da energia. Os dados de saída são: custo anual total, diâmetro da tubulação em cada linha do sistema, carga hidráulica em cada ponto de derivação e altura manométrica total. Para ilustrar a potencialidade do modelo desenvolvido, ele foi aplicado em um pomar de citros no Estado de São Paulo, Brasil. O modelo demonstrou ser eficiente no dimensionamento do sistema de irrigação quanto à obtenção da uniformidade de emissão desejada. O custo anual com bombeamento deve ser considerado no dimensionamento de sistemas de irrigação por microaspersão porque ele gera menores valores de custo anual total quando comparado com a mesma alternativa que não considera aquele custo.

Short-term expansion planning of radial electrical distribution systems using mixed-integer linear programming

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)