Meta-heurísticas aplicadas ao modelo AC no planejamento da expansão de sistemas de transmissão

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Melchor Gutiérrez, José Nicolás
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Algoritmo genético especializado; Planejamento da expansão de redes de transmissão; Alocação de fontes de reativos; Fluxo de potência ótimo; Optimal power flow; Reactive power planning; Specialized genetic algorithm; Transmission expansion planning
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/182488

Os sistemas elétricos do futuro próximo terão um comportamento dinâmico porque grandes fontes renováveis de geração, principalmente geração eólica e solar, serão construídas nos sistemas de potência de vários países do mundo incluindo o Brasil. A incerteza introduzida pelas fontes renováveis de energia é um problema que deve ser solucionado. Para resolver o problema da incerteza é necessário criar uma rede mais flexível. A alocação de armazenadores de energia no sistema de potência será necessária para lidar com as novas incertezas e para manter o funcionamento adequado do sistema. Adicionalmente, o sistema de transmissão deve-se tornar muito mais ativo através do uso de novas tecnologias flexíveis que permitirão ter um controle ótimo do sistema. As novas tecnologias incluem Sistemas Flexíveis de Transmissão em Corrente Alternada (FACTS), sistemas de transmissão de corrente continua (HVDC) e outras tecnologias que permitirão controlar as direções dos fluxos de potência sem alterar a geração ou demanda do sistema. Portanto, nesta tese são estudadas diferentes representações matemáticas para os problemas de fluxo de potência ótimo (FPO), planejamento da transmissão de longo prazo (PERT) e alocação de fontes de reativos (AFR) usando as equações de fluxo de potência de corrente alternada (CA). Adicionalmente, são propostas novas formulações para representar os problemas de fluxo de potência ótimo multiperíodo para sistemas de transmissão ativos que incluem FACTS, sistemas HVDC e baterias. Também foram desenvolvidas técnicas heurísticas e meta-heurísticas para resolver o problema de planejamento da expansão de redes de transmissão estático e multiestágio de forma eficiente. Os sistemas testes usados no problema de FPO de CA são os sistemas IEEE-30, IEEE-118 e IEEE-300. Os sistemas testes usados no problema PERT de CA foram os sistemas Garver, IEEE-24. IEEE-118, Sul Brasileiro e Norte-nordeste Brasileiro. As modelagens exatas foram implementadas em AMPL e as técnicas heurísticas e meta-heurísticas foram implementadas na linguagem C++. As diferentes formulações matemáticas têm sido resolvidas com os pacotes de otimização CPLEX, Knitro e Baron. Os resultados mostram a boa qualidade das diferentes representações não lineares para o problema de FPO de CA. Adicionalmente, a efetividade das técnicas de solução propostas para o problema de PERT de CA é demostrada.