Modelo linearizado para problemas de planejamento da operação de sistemas de distribuição considerando incertezas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Ferraz, Bibiana Maitê Petry
• Orientador(a): Haffner, Sérgio Luís
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Energia elétrica : Distribuição
• Palavras-chave em Inglês: Distribution system operation planning; Mixed-integer linear programming; Uncertainties; Volt-var control; K-means clustering
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/218187

Este trabalho apresenta um modelo linearizado para o problema de planejamento da operação de sistemas de distribuição de energia elétrica (SDEE) considerando incertezas. Com o objetivo de minimizar o custo de operação de SDEE com inserção de recursos energéticos distribuídos (REDs), o modelo contempla estratégias de controle descentralizado de volt-var com bancos de capacitores e reguladores de tensão. Tais estratégias foram escolhidas visando reduzir perdas, corrigir o fator de potência, melhorar o perfil de tensão e aumentar o fator de carga do SDEE. De acordo com a formulação proposta, os dispositivos de regulação tornam-se sensíveis a variações de carga a jusante, uma vez que o modelo contempla variáveis explícitas de corrente para controlar bancos de capacitores automáticos, e compensar quedas de tensão ao longo da linha no controle de reguladores de tensão. As incertezas inerentes à presença de REDs e à demanda de energia elé- trica são representadas por cenários de operação, selecionados com o algoritmo K-means clustering, visando preservar a cronologia dos dados históricos, bem como considerar a simultaneidade entre diferentes cargas e unidades de geração, com um número reduzido de avaliações necessárias para simular a operação da rede. Além disso, a abordagem proposta contempla o efeito de propagação das incertezas nos custos de operação, os quais estão associados às perdas ativas e penalidades pela violação dos limites de tensão. O ponto de operação em regime permanente do sistema é calculado por meio de um modelo linearizado da rede. Desta forma, o modelo de otimização proposto utiliza função objetivo linear, restrições lineares e variáveis contínuas e binárias, e pode ser representado por um problema de programação linear inteira mista, que pode ser resolvido por intermé- dio de métodos exatos, com garantia de otimalidade. O modelo é validado por meio da comparação dos resultados obtidos em inúmeros testes de dois sistemas e os resultados do fluxo de carga convencional. Os resultados do modelo linearizado apresentam uma boa precisão em relação ao método do fluxo de potência não-linear. Além disso, os resultados evidenciam a importância da modelagem da cronologia da operação, permitindo representar diferentes níveis de cargas e REDs, mantendo a validade e o desempenho do modelo proposto, além permitir a avaliação do efeito da propagação das incertezas dos cenários nos custos de operação de sistemas de distribuição.