Enfoque algorítmico para el almacenamiento dinámico de matrices dispersas

Abstract

El propósito del presente informe es el de mostrar e implementar técnicas de programación aplicadas a sistemas de potencia, específicamente en lo relacionado con la obtención de la matriz de admitancia en sistemas dispersos, así como la comparación de las estructuras de datos estática y dinámica mediante el diseño, implementación y comparación de programas. Para lograr dicho fin, se toma como base y se hace énfasis en la comprensión de la técnica de diseño de algoritmos, como medio de representación del proceso de abstracción efectuado al tomar las características principales de un sistema eléctrico y enfocarlas como modelos de software. Adicionalmente a la proposición de algoritmos, se ha efectuado una implementación de estos en el lenguaje de programación C. La metodología empleada para el desarrollo del presente trabajo está fundamentada en los siguientes puntos: Paso Nº 1: Planteamiento del problema. Se proporcionan enunciados descriptivos relacionados con sistemas eléctricos. PasoN°2: Conceptualización del problema PasoN°3: Abstracción del problema en un modelo de software que será simbolizado por un pseudocódigo, el cual es la representación del lenguaje algorítmico. PasoNº4: En casos en los cuales se tenga un pseudocódigo extenso, se procederá a la modularización del mismo, mediante el diseño de procedimientos y funciones. PasoN°5: Implementación del pseudocódigo en lenguaje C. PasoN°6: Ejecución del programa implementado, mostrando los reportes pertinentes. Dado que se hace incidencia en el diseño de programas, así como en la mayor simplicidad posible de los mismos para evitar contenidos extensos, el presente trabajo tiene las siguientes limitaciones: 1. Se trata directamente con parámetros eléctricos expresados en valores por unidad (p.u.). 2. No se ha efectuado el modelamiento generador, compensadores o máquinas eléctricas. Como se verá más adelante, se trabaja en base a barras de envío, recepción, resistencia (p.u.), reactancia(p.u.) y admitancia shunt (p.u.). 3. Se toma como referencia algorítmica los fundamentos de la programación estructurada. En el Capítulo I: NOCIONES BÁSICAS DE ALGORITMOS, se hace referencia a los conceptos fundamentales de la algoritmia, metodología de análisis de un problema, sentencias de control y decisión, procedimientos y funciones. En el Capítulo II: ESTRUCTURAS DE DATOS ESTÁTICAS, se hace referencia a la forma de empleo de arrays unidimensionales, bidimensionales, caracteres, registros y archivos, así como el tratamiento de números complejos, que son ampliamente utilizados en sistemas de potencia. En el Capítulo III: ALMACENAMIENTO DINÁMICO DE MATRICES DISPERSAS, se proporciona un breve comentario relacionado con las técnicas que permiten el almacenamiento de las matrices dispersas, la descripción del método de almacenamiento de la matriz de admitancias de nodo utilizando listas enlazadas, así como una comparación entre el uso de estructuras estáticas y dinámicas, mediante la generación de la matriz de admitancias de un sistema de 23 barras. En el Capítulo IV: JNVERSION Y FACTORIZACIÓN DE MATRICES DISPERSAS, se muestran dos aplicaciones relacionadas con la inversión de la matriz de admitancias mediante el método de Shipley-Coleman y la factorización de esta mediante el método de Doolittle (LUDM) respectivamente. Se efectúa una descripción de ambos métodos, así como sus respectivos algoritmos. Finalmente, quiero agradecer quienes hicieron posible la presentación de este trabajo. En primer término, deseo mencionar el apoyo brindado por mis superiores en mi centro de trabajo, la Universidad de Lima, en las personas del Dr. Marco Aurelio Zevallos y Muñiz, Eco. Raúl Obregón Pérez y la Ing. Rosario Guzmán Jiménez por todas las facilidades proporcionadas a mi persona desde que se inició el curso de titulación hasta la fecha, así como a mis entrañables amigos, compañeros de trabajo y practicantes con los que departo momentos excepcionales en la Facultad de Ingeniería de Sistemas y el Laboratorio de Aprendizaje en Tecnologías de Información de la Escuela de Ingeniería. Mi agradecimiento al Ing. José Zorrilla Acosta, mi asesor, por sus observaciones y revisiones. Muchas personas han trascendido en el lapso transcurrido desde el curso de titulación, pero quiero hacer mención a mi compañero de estudios, de promoción y ahora ingeniero César Roldán Villasís por su aliento y motivación en momentos claves, a la Familia Vilela Zamora por su ayuda y apoyo en momentos no muy gratos, y en este último trayecto un agradecimiento especial para una excelente amiga, muchas gracias Anabelle por tus consejos.