Planejamento de curto prazo de redes de distribuição de energia elétrica considerando incertezas na geração e demanda - Melgar Dominguez, Ozy Daniel (2018)
O planejamento de curto prazo é uma estratégia de tomada de decisão que visa assegurar o desempenho adequado de um sistema de distribuição de energia elétrica e fornecer um produto de alta qualidade aos usuários finais. Este processo considera ações tradicionais para um controle efetivo no fluxo de potência reativa, fator de potência e magnitude de tensão nas barras do sistema. Nos últimos anos, este tipo de planejamento enfrenta-se com significativos desafios devido à integração de novas tecnologias e a filosofia de operação das redes de distribuição de média tensão. Desta forma, o desenvolvimento de algoritmos e ferramentas computacionais sofisticadas são necessárias para contornar essas complexidades. Nessa perspectiva, neste trabalho apresenta-se uma estratégia para a solução do problema de planejamento de curto prazo para redes de distribuição. Em que, a integração de unidades de geração distribuída e sistemas de armazenamento de energia elétrica é considerada simultaneamente com as ações tradicionais de planejamento para melhorar a eficiência do sistema. Diferentes alternativas de investimento, tais como a localização e dimensionamento de bancos de capacitores, unidades de armazenamento de energia e unidades de geração baseadas em energia fotovoltaica e eólica, seleção e substituição de condutores dos circuitos sobrecarregados e alocação de reguladores de tensão são consideradas como variáveis de decisão no problema de otimização. Adicionalmente, na formulação deste problema aspectos ambientais no nível de distribuição são devidamente abordados através do mecanismo Cap and Trade. Naturalmente, este problema de otimização combinatória é representado por um problema de programação não-linear inteiro mista não convexo. Portanto, para tornar o modelo convexo, este é manipulado algebricamente para obter um modelo de programação linear inteira mista. Por outro lado, para considerar as incertezas na demanda e na geração renovável, um modelo de otimização robusto de dois estágios é formulado. Este modelo de otimização robusto apresenta uma estrutura de três níveis, em que, a partir de uma reformulação baseada em algoritmos de decomposição, essa estrutura é representada em um ambiente hierárquico de problema mestre e subproblema. Dessa maneira, a solução deste problema é obtida através de um algoritmo de decomposição denominado Column-and-Constraint Generation. Para analisar e avaliar a efetividade e robustez da metodologia proposta, dois sistemas de distribuição de média tensão são utilizados para testes. Assim, resultados numéricos de diferentes casos de estudo corroboram a aplicabilidade da estratégia proposta neste trabalho.