Redução do espaço de busca para o problema de unit commitment térmico através de uma matriz de relevância

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Oliveira, Layon Mescolin de
• Orientador(a): Silva Júnior, Ivo Chaves da
• Banca de defesa: Asano, Patrícia Teixeira Leit , Coelho, Francisco Carlos Rodrigues , Melo, Igor Delgado de , Oliveira, Leonardo Willer 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: Geração termoelétrica; Heurística construtiva; Matriz de relevância; Otimização; Planejamento da operação; Thermal unit commitment; Thermoelectric generation; Constructive heuristics; Relevance matrix; Optimization; Operation planning; Thermoelectric plants
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2023/00076; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16339

O crescente aumento das demandas energética e elétrica mundial implica na necessidade do aumento da capacidade de geração de energia. Sendo assim, a utilização de fontes não poluentes e renováveis tem se intensificado, se tornando um grande campo de estudo na engenharia. Apesar do aumento da capacidade de geração por estas fontes, alguns países recorrem a geração através de termoelétricas, que apesar de mais caras, proporcionam uma maior confiabilidade no atendimento à demanda. A independência de condições climáticas faz com que a utilização de geração provenientes de termoelétricas seja atrativa para períodos de escassez hídrica ou aumento repentino da demanda. O elevado número de empreendimentos de geração termoelétricos e a complexidade inerente à operação destes são os focos de estudo deste trabalho, onde objetivou-se obter uma nova metodologia de apoio a resolução do problema conhecido na literatura como Thermal Unit Commitment (TUC). A explosão combinatória inerente ao TUC, referente as decisões de operação das Unidades Geradoras (UG) e ao acoplamento temporal entre estas unidades, tornam o planejamento diário da operação de unidades termoelétricas um problema de difícil solução. Diante desse cenário, a principal contribuição deste trabalho é a proposição de uma Matriz de Relevância (MR) que tem por objetivo a redução do espaço de busca de soluções através da indicação da relevância de acionamento de cada unidade geradora ao longo de todo o período de planejamento em estudo. Essa redução proporciona a diminuição do número de variáveis de decisão, redução do tempo de processamento e até garantir a convergência em algumas situações. A MR é obtida através de um procedimento heurístico construtivo, levando-se em conta índices de sensibilidade difundidos na literatura para formação de Listas de Prioridades Híbridas (LPHs). As LPHs são responsáveis por indicar quais unidades geradoras possuem maior e menor relevância para o planejamento diário da operação. A metodologia desenvolvida foi validada e comparada através de sistemas termoelétricos de geração amplamente difundidos na literatura especializada para um período de vinte e quatro horas de planejamento. Estes sistemas de geração consideram entre outros pontos: rampa de geração, penetração de fontes renováveis e consideração de linhas de transmissão. Os resultados obtidos demonstraram a eficiência da utilização da MR ao reduzir drasticamente o esforço computacional além de obter reduzidos custos de planejamento em um algoritmo híbrido de simples implementação.