Otimização multiobjetivo evolutiva da operação de sistemas de reservatórios multiusos

• Autor(a) principal: Luís Antônio Scola
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9QEH7F
• topic: Algoritmos evolutivos; Geração de energia; Algoritmos genéticos; Planejamento hidroelétrico; Otimização multiobjetivo; Engenharia elétrica; Algoritmos genéticos

Nesta tese propôs-se uma abordagem multiobjetivo evolutiva, usando como base o clássico algoritmo NSGA-II para a otimização da operação de sistemas de reservatórios interligados, com múltiplos usos para a água, considerando a geração de hidroeletricidade e o controle da navegabilidade de um trecho de rio. O algoritmo foi adaptado com a finalidade de superar características específicas do problema. A principal modificação, com implicações na melhoria do desempenho do algoritmo para tratar a formulação clássica do problema, foi a mudança no esquema de codificação das variáveis de decisão, permitindo, assim, a manipulação implícita de várias restrições do problema original. Partindo da formulação clássica foram propostas três alternativas de tratamento das restrições, que culminaram num modelo de otimização irrestrito e limitado, usando novas variáveis de decisão, as frações de volume disponíveis mensalmente. O algoritmo proposto foi aplicado primeiro a um reservatório, considerando dois objetivos ligados á geração de energia, e a um subsistema do sistema elétrico brasileiro, composto por cinco reservatórios com cinco centrais hidroelétricas. Para este conjunto de reservatórios foi aplicada a análise multiobjetivo para quatro diferentes cenários, avaliando o desempenho do algoritmo para dois objetivos de geração de energia elétrica e, num dos cenários, avaliou-se a inclusão de um terceiro objetivo, ligado a navegabilidade de um trecho de rio entre dois reservatórios. Os resultados obtidos mostram que a metodologia proposta supera os problemas de perda de diversidade e convergência prematura encontrados na implementação do problema nas variáveis de decisão originais. As informações geradas pela otimização ilustram a utilidade no processo de tomada de decisão no planejamento da operação de sistemas de reservatórios. Os resultados mostram, igualmente, que se pode quantificar o custo de qualquer novo uso da água, em termos do custo de oportunidade, que pode ser medido pelo retorno financeiro da venda da energia produzida.