Optimización heurística en el diseño de parques eólicos

Resumen

La optimización del costo de la energía por medio de la ubicación de turbinas en el diseño de parques eólicos es un problema que en las últimas dos décadas ha tomado importancia y que para resolverlo se han aplicado metaheurísticas de alto nivel. En el presente artículo, se detalla un modelo de parque eólico y se destaca la importancia del diseño óptimo de parques eólicos proponiendo la mejor ubicación de las turbinas en un layout. El layout hace referencia a la discretización del terreno de búsqueda en una cuadricula por medio de un arreglo de coordenadas cartesianas para su posterior codificación en una cadena binaria: un uno representa una turbina a instalar en la posición indicada y un cero indica lo contrario. De esta manera, en este artículo se muestran las diferentes metaheurísticas aplicadas para resolver este problema y como estas han tenido mejores resultados que técnicas empíricas utilizadas tradicionalmente. Por otro lado, se introduce una metaheurística de alto nivel basada en la caza de la larva de la hormiga león (Ant Lion Optimizer) y se muestra una técnica derivada de este trabajo que utiliza variables binarias (Binary Ant Lion Optimizer). Por último, se introduce un problema de diseño de parque eólico. Este problema utiliza un evaluador del costo de la energía que cuenta con modelos de la distribución del viento, del efecto estela y de la función de costos. Este problema se estudió para determinar el menor costo por medio de heurísticas de bajo nivel y por medio de metaheurísticas; se encontró que el mejor resultado se daba al utilizar el algoritmo de variables binarias con heurísticas de bajo nivel.