DISEÑO DE ALGORITMOS METAHEURÍSTICOS PARA EL PROBLEMA DE COLOCACIÓN DE TURBINAS EÓLICAS SOBRE EL TERRENO

Abstract

Este trabajo tiene el propósito de estudiar el comportamiento de 3 algoritmos metaheurísticos basados en poblaciones (Genético Básico, PSO y CRO-SL) para la obtención de soluciones óptimas al problema de distribución de turbinas eólicas sobre superficies planas, teniendo en cuenta variables como el tamaño del terreno, el número total de turbinas a posicionar, el modelo de estela seleccionado para determinar la interrelación de afectación de las turbinas entre sí sobre sus corrientes incidentes, y el tipo de matriz de vientos escogida. En total, se comparan 7 modelos de estela distintos (Jensen, Park2, Bastankhah, Frandsen, Larsen, Ishihara y Zhang) aplicando dos tipologías de vientos (sintéticos y reales), que determinarán la magnitud total de la energía generada en el plazo temporal establecido y la validez de las soluciones producidas por los algoritmos metaheurísticos para prevalecer a lo largo de las distintas iteraciones y ser tomadas como candidatas a la solución final del problema. Se han utilizado para los análisis, extensiones discretizadas de terreno cuadradas de proporciones de 20×20 con 20 turbinas y de 50×50 con 50 turbinas, junto con dos tipos de vectores viento, de carácter real y generados sintéticamente, de tamaño 2×8760, lo cual hace que el estudio abarque una totalidad de 84 experimentos. Para su realización se ha hecho uso del sistema de cómputo numérico MATLAB, el cual nos proporciona una gran ventaja y velocidad de cálculo a la hora de realizar operaciones matriciales. Finalmente se representa un cálculo cruzado para determinar qué modelo es más eficaz a la hora de realizar las optimizaciones con cada uno de los algoritmos y sus distintas configuraciones de terreno y vientos, realizando un cálculo de las combinaciones resultantes del producto cartesiano de cada una de las soluciones obtenidas con todos los modelos de estela planteados y haciendo una comparativa masiva de los resultados.