Heurística matemática para resposta emergencial no sistema de distribuição de energia elétrica com ilhamento imprevisto

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Schmitz, Magdiel
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/00130000163d4
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/13660
Resumo: The main objective of the electric power utility is the uninterrupted supply of energy, however, this is not always possible due to the actions of nature, or even from equipment or human failures. These interruptions are called emergency orders, which must be serviced by repair crew in order to restore normal operation of the electrical system. Given a set of emergency orders, the operations center must find a crew scheduling in order to attend all orders and minimize the total cost of service. Before the system repair step, the restoration step is performed, in order to supply the de-energized loads belonging to the healthy parts of the network. One of the ways to supply them is through distributed generation (DG), such as solar and wind, with high penetration in the electric system in recent years, operating in islanded mode. The island operation plays an important role in the restoration step of the electric power system, as it allows to reduce the total interruption time. It allows analyzing the impact of customer cost, with interrupted power supply, depending on the time of day, varying with the capacity of the DG generation curve and the load curve. In this way, this work proposes a new matheuristic for emergency response for the emergency orders scheduling problem (EOSP) of the electric distribution systems, considering unforeseen islanding. The model has the objective of minimizing the total attendance cost, being for this model the costs of energy not supplied and those related to the penalties, associated to the importance of consumers. The matheuristic will serve as a management tool for decision-makers to determine an appropriate scheduling strategy. In this work the computational implementation of the proposed model is presented, with the realization of two case studies in the IEEE 33-bus system, modified with DGs insertion. Computational results show the effectiveness of the model developed by reducing the total attendance cost in relation to the case without islanding and the feasibility for applications in other distribution systems.
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Given a set of emergency orders, the operations center must find a crew scheduling in order to attend all orders and minimize the total cost of service. Before the system repair step, the restoration step is performed, in order to supply the de-energized loads belonging to the healthy parts of the network. One of the ways to supply them is through distributed generation (DG), such as solar and wind, with high penetration in the electric system in recent years, operating in islanded mode. The island operation plays an important role in the restoration step of the electric power system, as it allows to reduce the total interruption time. It allows analyzing the impact of customer cost, with interrupted power supply, depending on the time of day, varying with the capacity of the DG generation curve and the load curve. In this way, this work proposes a new matheuristic for emergency response for the emergency orders scheduling problem (EOSP) of the electric distribution systems, considering unforeseen islanding. The model has the objective of minimizing the total attendance cost, being for this model the costs of energy not supplied and those related to the penalties, associated to the importance of consumers. The matheuristic will serve as a management tool for decision-makers to determine an appropriate scheduling strategy. In this work the computational implementation of the proposed model is presented, with the realization of two case studies in the IEEE 33-bus system, modified with DGs insertion. Computational results show the effectiveness of the model developed by reducing the total attendance cost in relation to the case without islanding and the feasibility for applications in other distribution systems.A concessionária de energia tem como objetivo principal o suprimento ininterrupto de energia, porém isto nem sempre é possível devido às ações da natureza, ou ainda, oriundas de falhas de equipamentos ou humanas. Essas interrupções são chamadas de ordens emergenciais, devendo ser atendidas por equipes de reparo de modo a restaurar a operação normal do sistema elétrico. Dado um conjunto de ordens emergenciais, o centro de operações deve encontrar um agendamento das equipes de forma a atender todas as ordens e minimizar o custo total de atendimento. Antes da etapa de reparo do sistema têm-se a etapa de restauração, visando atender as cargas desenergizadas pertencentes aos trechos saudáveis da rede. Uma das formas de atendê-las é através do suprimento por geração distribuída (GD), como solar e eólica, com grande penetração no sistema elétrico nos últimos anos, operando de forma ilhada. A operação ilhada desempenha um papel importante na fase de restauração do sistema elétrico, pois permite reduzir o tempo total de interrupção. Ela permite analisar o impacto do custo dos consumidores, com fornecimento de energia interrompido, em função do período do dia, variando com a capacidade da curva de geração GD e da curva de carga. Neste sentido, este trabalho propõe uma heurística matemática para resposta emergencial para o problema de agendamento de ordens emergenciais (PAOE) dos sistemas de distribuição de energia elétrica, considerando ilhamento imprevisto com GD. O modelo tem como objetivo a minimização do custo total de atendimento, sendo para isso modelados os custos da energia não suprida e os relacionados às penalidades, associadas à importância dos consumidores. A heurística matemática servirá como uma ferramenta gerencial para que os tomadores de decisão determinem uma estratégia de agendamento apropriada. Neste trabalho apresenta-se ainda a implementação computacional do modelo proposto, com a realização de dois estudos de caso no sistema IEEE 33-barras modificado com a inserção de GDs. Resultados computacionais mostram a eficácia do modelo desenvolvido ao reduzir o custo total do atendimento em relação ao caso sem ilhamento e a praticabilidade para aplicações em outros sistemas de distribuição.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaBernardon, Daniel Pinheirohttp://lattes.cnpq.br/6004612278397270Garcia, Vinícius Jacqueshttp://lattes.cnpq.br/5496717370740068Madruga, Ederson Pereirahttp://lattes.cnpq.br/8080628001402474Braghirolli, Lynceo Falavignahttp://lattes.cnpq.br/2992623886366532Schmitz, Magdiel2018-07-04T18:32:07Z2018-07-04T18:32:07Z2018-02-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/13660ark:/26339/00130000163d4porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2018-07-04T18:32:08Zoai:repositorio.ufsm.br:1/13660Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2018-07-04T18:32:08Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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