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21st International Symposium on Electrical Engineering "SIE 2025"

21st International Symposium on Electrical Engineering

SIE 2025

Development of a Geographic Information System for Planning and Optimization of Electric Networks
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Abstract

Abstract: The growing complexity of electrical systems, driven by renewable integration and rising energy demand, requires overcoming limitations of traditional planning methods, characterized by their inability to process large volumes of geospatial data and dynamic constraints. To design and validate an integrated Geographic Information System (GIS) and Artificial Intelligence (AI) system for optimizing electrical grid planning, minimizing energy losses and infrastructure costs. A model combining: 1) Geospatial analysis with geopandas; 2) Multi-objective optimization via genetic algorithms (DEAP); 3) Technical validation with power flow simulations (pandapower); and 4) Interactive visualization with Folium was implemented. The system reduced energy losses by 18% and costs by 12%, automatically excluding environmentally sensitive areas (Fig. 2). It outperformed traditional methods in flexibility, nonlinear constraint handling, and spatial integration (Table 1), ensuring technical feasibility across all scenarios. GIS-AI integration represents a methodological advance for modern power grids, delivering technically and economically optimal solutions. Future research will prioritize computational scalability and climate resilience modeling.

Keywords: Power grid planning; Multi-objective optimization; Geographic Information Systems; Genetic algorithms; Power flow; Energy transition.

Resumen

Resumen: La creciente complejidad de los sistemas eléctricos, impulsada por la integración de energías renovables y el aumento de la demanda energética, requiere superar las limitaciones de los métodos tradicionales de planificación, caracterizados por su incapacidad para procesar grandes volúmenes de datos geoespaciales y restricciones dinámicas. Diseñar y validar un sistema integrado de Sistemas de Información Geográfica (SIG) e Inteligencia Artificial (IA) para optimizar la planificación de redes eléctricas, minimizando pérdidas energéticas y costos de infraestructura. Se implementó un modelo que combina: 1) Análisis geoespacial con geopandas; 2) Optimización multiobjetivo mediante algoritmos genéticos (DEAP); 3) Validación técnica con simulaciones de flujo de potencia (pandapower); y 4) Visualización interactiva con Folium.. El sistema redujo un 18% las pérdidas energéticas y un 12% los costos, excluyendo automáticamente zonas ambientalmente sensibles (Fig. 2). Superó a métodos tradicionales en flexibilidad, manejo de no linealidades e integración de restricciones espaciales (Tabla 1), garantizando factibilidad técnica en todos los escenarios.. La integración SIG-IA constituye un avance metodológico para redes eléctricas modernas, ofreciendo soluciones técnica y económicamente óptimas. Futuras investigaciones priorizarán escalabilidad computacional y modelado de resiliencia climática.

About The Speaker

Dariel

Dariel

Universidad de Oriente Flag of Cuba

Discussion

Practical Info
No Presencial
English (US)
October 24, 2025 11:45 AM
15 minutes
Salon 2
Authors
Dariel
Raciel David Lago Solano
Keywords
planificación redes eléctricas; optimización multiobjetivo; sistemas información geográfica; algoritmos genéticos; flujo de potencia; transición energética.
power grid planning; multi-objective optimization; geographic information systems; genetic algorithms; power flow; energy transition.
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