Método evolutivo para reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica com foco em redução nos indicadores coletivos de continuidade em casos de intervenção

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Keller, Armando Leopoldo
• Orientador(a): Rigo, Sandro José
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Reconfiguração de redes; Otimização de posicionamento de chaves; Redes elétricas; Meta-heurísticas
• Palavras-chave em Inglês: Network reconfiguration; Switch placement optimization; Electrical networks; Metaheuristics
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Ciências Exatas e da Terra::Ciência da Computação
• Link de acesso: http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/13561

Intervenções nas redes elétrica de transmissão e distribuição de energia elétrica são necessárias para a sua manutenção e expansão, sendo que em alguns casos estas ocasionam interrupções no fornecimento de energia elétrica a consumidores. Estas interrupções podem trazer prejuízos ao consumidor e no Brasil são monitoradas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) através dos indicadores de continuidade individuais e coletivos. É de interesse das empresas concessionárias e dos clientes que estes índices sejam mantidos com os menores valores possíveis. Uma forma de manter patamares mínimos de interrupções é reconfigurar a rede elétrica de forma que sejam formadas novas rotas que consigam atender uma maior quantidade de consumidores, resultando na diminuição dos valores dos indicadores. Por se tratar de um problema NP-difícil, analisar todas as configurações possíveis é inviável, tornando necessário o uso de outras alternativas como meta-heurísticas e algoritmos genéticos. O estado da arte atualmente aplica meta-heurísticas e algoritmos evolutivos para uma otimização multicritério dos parâmetros de qualidade de energia elétrica e custos de operação. O método tradicional de otimização de redes elétricas utiliza o cálculo do fluxo de potência na função objetivo do otimizador, o que é computacionalmente custoso. Este trabalho apresenta os métodos para modelar as redes elétricas em grafos que podem ser simplificados, descreve o processo de simplificação de grafos de redes elétricas e propõe uma versão modificada do algoritmo genético cuja função objetivo minimiza os indicadores de continuidade propondo novas configurações de rede mantendo as suas características de radialidade. Foram realizados experimentos para comprovar o funcionamento de cada etapa envolvida, além da comparação com outros algoritmos de otimização e com soluções propostas por projetistas experientes. Também é apresentado um algoritmo para posicionamento de novos elementos manobráveis em uma rede e o seu impacto na reconfiguração da rede e nos indicadores de continuidade. Quando comparado com o método tradicional, o método aqui proposto, ao realizar a análise topológica e reduzir a quantidade de execuções do fluxo de potência, pode acelerar o tempo de execução do otimizador em até 138 vezes, o que torna uma a sua aplicação viável para auxilio aos projetistas. Em testes com redes reais com um alimentador, executados em um computador convencional, as soluções foram encontradas em menos de 30 segundos. Na comparação com o projetista experiente a ferramenta encontrou soluções com indicadores iguais ou menores do que o projetista.