Distribution system expansion planning model considering mesh topologies for improved reliability

This thesis presents a distribution system expansion planning model that is aimed to evaluate how transitioning from radial to mesh topologies can improve the system's reliability in the context of medium-voltage distribution networks. The model considers the cost of installation of new lines, the cost of losses and the cost of reliability. The cost of energy not supplied, determined using a specially designed algorithm, is used to evaluate the reliability associated with possible new configurations. The model is formulated as a mixed-integer problem and solved heuristically using a genetic algorithm. The model is tested on various synthetic distribution grids based in the city of Singapore. Results show that transitioning from radial towards mesh networks can have significant positive effects on the system's reliability as well as other operational aspects such as voltage regulation.

Questo lavoro di tesi presenta un modello di espansione per reti di distribuzione, il cui obiettivo è verificare se il passaggio da reti radiali a reti magliate può introdurre benefici all'affidabilità di sistema nell'ambito delle reti a media tensione. Il modello considera il costo di installazione, il costo delle perdite e il costo dell'affidabilità. Il costo dell'energia non fornita, determinato tramite un algoritmo appositamente sviluppato, è utilizzato per quantificare l'affidabilità delle possibili nuove configurazioni di rete. Il modello è formulato come un problema di programmazione lineare mista e risolto con un approccio euristico tramite un algoritmo genetico. Il modello è stato verificato utilizzando diversi sistemi di distribuzione sintetici localizzati a Singapore. I risultati mostrano che il passaggio da reti radiali a reti magliate può avere effetti benefici significativi sull'affidabilità di sistema e su altri aspetti operativi come la regolazione della tensione.