Planejamento da expansão de sistemas de distribuição de energia elétrica considerando restauração do fornecimento
A grande maioria dos sistemas de distribuição de energia elétrica opera de forma radial. Isso significa que cada carga é alimentada por apenas uma subestação por meio de um único caminho. Entretanto, as redes de distribuição apresentam estrutura malhada, de forma que, caso uma contingência ocorra, o...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Estadual Paulista (UNESP) |
| Repositorio: | Repositório Institucional da UNESP |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.unesp.br:11449/181600 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/11449/181600 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Busca em vizinhança variável Índices de confiabilidade Meta-heurística Otimização Planejamento da expansão de sistemas de distribuição Programação não linear inteira mista Restauração de sistemas de distribuição Distribution systems expansion planning Distribution systems restoration Metaheuristic Mixed-integer nonlinear programming Optimization Reliability indices Variable neighborhood search |
| Sumario: | A grande maioria dos sistemas de distribuição de energia elétrica opera de forma radial. Isso significa que cada carga é alimentada por apenas uma subestação por meio de um único caminho. Entretanto, as redes de distribuição apresentam estrutura malhada, de forma que, caso uma contingência ocorra, o restabelecimento do fornecimento possa ser realizado para o maior número possível de consumidores. Os trabalhos que lidam com o problema de planejamento da expansão de sistemas de distribuição, no entanto, geralmente consideram a expansão do sistema para apenas uma topologia radial, sem levar em conta aspectos da restauração do fornecimento para melhoria dos índices de confiabilidade. Nesse contexto, este trabalho aborda o planejamento de sistemas de distribuição considerando aspectos econômicos e de confiabilidade, de forma a incluir a restauração do fornecimento no problema de planejamento da expansão. Na formulação do problema considera-se a expansão de novas subestações, o reforço de subestações existentes, a construção de novos alimentadores em novos caminhos, a troca de condutores existentes e a alocação de geradores distribuídos, além de expansão multiestágio e restauração do fornecimento para melhoria dos índices de confiabilidade. Dois métodos alternativos são propostos para resolver o problema descrito: o primeiro considera modelos matemáticos com diversos graus de precisão, para serem resolvidos por métodos exatos, e o segundo é uma meta-heurística de busca e vizinhança variável, que resolve o modelo completo do problema de forma aproximada, sem garantia de otimalidade. A solução inicial da meta-heurística é gerada por uma estratégia que constrói uma solução para o problema usando busca em vizinhança. Os modelos matemáticos e a meta-heurística foram implementados na linguagem de modelagem matemática AMPL, sendo que os modelos foram diretamente resolvidos com o solver comercial CPLEX, que também foi utilizado para resolver os subproblemas de otimização da meta-heurística. Foram realizados testes nos sistemas de 24 e 54 nós, apresentados na literatura, e os resultados indicam que a inclusão da restauração no problema de planejamento de sistemas de distribuição leva a soluções que apresentam maiores custos de investimento que os modelos tradicionais, entretanto, os índices de confiabilidade da rede são melhorados, e dessa forma as soluções obtidas considerando a abordagem proposta apresentam custos totais de investimento e operação e índices de confiabilidade melhores que os das soluções disponíveis na literatura. |
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