Método para otimização múltipla e combinada de recursos em sistemas de distribuição

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Resende, Diogo Soares
• Orientador(a): Araujo, Leandro Ramos de
• Banca de defesa: Ferreira, Vitor Hugo , Ledesma, Jorge Javier Gimenez, Costa, Vander Menengoy da, Melo, Igor Delgado de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Otimização; Distribuição de energia elétrica; Reconfiguração; Dispositivos volt-var; Algoritmos genéticos; Optimization; Electric power distribution; Reconfiguration; Volt-var devices; Genetic algorithm
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2023/00074; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15786

Este trabalho apresenta uma abordagem para a otimização conjunta de recursos aplicada a sistemas elétricos de distribuição trifásicos e desequilibrados, com foco na reconfiguração de alimentadores; alocação e dimensionamento de bancos de capacitores fixos; e alocação, dimensionamento e ajuste de reguladores de tensão. O modelo utiliza a modelagem e simulação dos sistemas mediante a utilização do OpenDSS e posterior tratamento dos dados com a utilização do MATLAB®. O trabalho inova por realizar a otimização dos três problemas em um único método, utilizando para isso duas técnicas de otimização distintas, mais adequadas a cada um dos dois subproblemas considerados. Além disso, considera objetivos mais adequados à realidade das distribuidoras de energia do que é comumente visto na literatura, adotando para isso uma modelagem de custos compatível com a realidade do setor, sendo útil para engenheiros de planejamento por permitir a obtenção de soluções construtiva, técnica e financeiramente viáveis para a aplicação pelas distribuidoras de energia em seus sistemas. A primeira fase do método, baseada em um algoritmo modificado de Branch and Bound, é responsável pela solução do problema de reconfiguração, sendo obtidas múltiplas configurações de rede possíveis a serem utilizadas na segunda fase de otimização, a qual é baseada em um Algoritmo Genético modificado e responsável pela alocação de capacitores e reguladores de tensão. Neste sentido, diferentes alternativas de rede fornecidas pelo primeiro processo de otimização são analisadas pelo segundo processo sem a convergência para situações com uma única ou reduzidas configurações de rede possíveis. Ambos os problemas possuem funções objetivo ligeiramente distintas, sendo nas duas situações buscada a maximização da rentabilidade do alimentador mediante a comercialização de energia elétrica e com a realização de investimentos para a instalação de equipamentos visando a melhoria das características de operação da rede. Com o objetivo de reduzir a subjetividade, comum à realização de estudos do tipo, são utilizados custos de energia e equipamentos reais padronizados para a utilização na área de atuação de empresas do setor, o que inclui uma modelagem detalhada da composição de custos em função de diferentes potências e números de fases. Por fim, também são propostas por este trabalho técnicas que visam à otimização da utilização dos recursos temporais e computacionais para a realização dos estudos, permitindo ao método a simulação de diferentes sistemas de modo a extrair resultados de interesse ainda que com hardware ou tempo reduzidos.