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Efectos de la incertidumbre en la detección de comunidades en sistemas eléctricos de potencia

Título

Efectos de la incertidumbre en la detección de comunidades en sistemas eléctricos de potencia

Descripción

Una comunidad se define como un grupo de nodos de una red o grafo, con alta cohesión estructural entre sí y escasa conexión con el resto de la red [1]. La detección de comunidades y la determinación de los enlaces inter comunidades se ha utilizado en diversas áreas [2,3,4] como herramienta para estudiar la vulnerabilidad de sistemas, en especial, ante ataques intencionales. La partición ideal de una red en comunidades, no posee una definición rigurosa y, en algunos casos, puede depender del algoritmo de detección de comunidades seleccionado [1]. Aun cuando se suponga que un algoritmo determina la partición óptima de una red, pueden existir fuentes de incertidumbre asociadas a los parámetros de la red que produzcan particiones distintas. Uno de estos parámetros es el peso de los enlaces del grafo, un valor numérico que representa alguna característica particular de la red (por ejemplo, capacidad de transporte (MW), confiabilidad (%), reactancia eléctrica (Ohm), entre otros). La diversidad o similaridad entre las particiones que se puedan generar es cuantificada a partir de diversos índices de comparación (IC), normalizados en el intervalo [0,1] (en general, si el IC es igual uno, las dos particiones comparadas son iguales) [5-8].
En este trabajo se propone un estudio de propagación de incertidumbre mediante el método de simulación de Monte Carlo [9]. Esto es, se analiza cómo la diversidad de la partición de la red obtenida con los pesos originales de los enlaces (partición base P0) varia al considerar la incertidumbre de los pesos de los enlaces. En cada muestra i (i=1,..,Nmuestras): se genera un conjunto de pesos de los enlaces (modelados a través de variables aleatorias con parámetros conocidos), se determina la partición Pi de la red y se evalúa el índice IC seleccionado al comparar P0 y Pi. Como resultado, se obtiene una aproximación a la función de densidad de probabilidad del índice IC seleccionado, de la que se pueden calcular diversas estadísticas (por ejemplo, percentiles). El análisis de los resultados permite evaluar la sensibilidad de la partición base ante la presencia de incertidumbre en los pesos y sugerir acciones para proponer esquemas de diseño robusto. La propuesta se ilustra utilizando la red asociada al sistema eléctrico de potencia italiano en 380 kV.

Identificador

Detección de comunidades, índice de similaridad, Monte Carlo, propagación de incertidumbre

Autor

José Moronta / Claudio Rocco

Archivos

Citación

José Moronta / Claudio Rocco, “Efectos de la incertidumbre en la detección de comunidades en sistemas eléctricos de potencia,” esopo.usb.ve, consulta 16 de julio de 2019, http://esopo.usb.ve/items/show/194.