Análise comparativa de métodos de otimização para a solução do problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica

Autor(es)

Christoffer Lucas Bezão Silveira

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Ilha Solteira. 2020-09-17.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Engenharia. Ilha Solteira
• Data de defesa: 2020-07-31
• Orientador: John Fredy Franco Baquero

Resumo

O problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica (RSDEE) consiste em modificar a topologia da rede para obter uma nova configuração radial sendo o mais comum, dentre uma diversidade de caracterizações, a função objetivo que busca minimizar as perdas de potência do sistema. Diversos métodos têm sido desenvolvidos para resolver o problema, podendo ser classificados em algoritmos heurísticos, metaheurísticos (e.g., algoritmos genéticos e busca tabu) e de otimização matemática (programação linear e programação não linear). Embora, muitos trabalhos informem o esforço computacional, nem sempre é possível fazer uma comparação direta do desempenho das distintas propostas devido às diferentes condições em que foram testados (e.g., diferentes sistemas teste, linguagem de modelamento e solvers, equipamento computacional). Esta Dissertação faz uma análise comparativa de diferentes métodos metaheurísticos e de otimização matemática aplicados na solução do problema de RSDEE, que permite classificar o desempenho dos métodos segundo a qualidade da solução e o esforço computacional. Em particular, é avaliado o desempenho de formulações matemáticas não lineares, cônicas, linearizadas e metaheurísticas. Também, a partir do estudo dessas diferentes propostas de modelamento matemático, será avaliada a aplicação de restrições substitutas para representar a restrição de radialidade de forma alternativa com o intuito de acelerar o processo de solução. As formulações matemáticas foram implementadas no ambiente de modelagem matemática AMPL e avaliadas sob as mesmas condições usando sistemas teste da literatura especializada de pequeno (33 e 69 barras), de médio (136 barras) e de grande porte (417 barras), segundo o número de combinações possíveis para a solução do problema. A análise feita permite concluir que as técnicas metaheurísticas são mais rápidas que os modelos matemáticos e, geralmente, obtém a solução ótima em sistemas de pequeno e grande porte. Embora as formulações matemáticas cônicas e linearizadas precisem de maior tempo para serem resolvidas, têm como vantagem a garantia de fornecer a solução ótima. Além disso, foi observada uma redução significativa no esforço computacional quando são adicionadas restrições substitutas nas formulações matemáticas para o problema de RSDEE. (AU)

• Processo FAPESP: 18/18659-2 - Análise comparativa de métodos de otimização para a solução do problema de reconfiguração de redes de distribuição de energia elétrica
• Beneficiário: Christoffer Lucas Bezão Silveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado