Leilão combinatório de energia e linhas de transmissão : resolução por algoritmos evolucionários

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kazama, Fernanda Nakano, 1992-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641757
Resumo: Orientadores: Paulo de Barros Correia, Aluizio Fausto Ribeiro Araújo
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spelling Leilão combinatório de energia e linhas de transmissão : resolução por algoritmos evolucionáriosCombinatorial auction of energy and transmission line assets : evolutionary algorithm approachSetor elétricoLeilões reversosOtimização combinatóriaAlgoritmos evolutivosElectricity sectorReverse auctionsCombinatorial optimizationEvolutionary algorithmsOrientadores: Paulo de Barros Correia, Aluizio Fausto Ribeiro AraújoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: O Setor Elétrico Brasileiro (SEB) utiliza leilões como uma forma de contratar energia elétrica e linhas de transmissão. Os vencedores desses leilões são os participantes que oferecerem o serviço a ser contratado pela menor tarifa, visando assim a eficiência econômica. Um problema sério que vinha interrompendo o início da operação de algumas usinas é a indisponibilidade de linhas de transmissão para transportar a energia do centro de geração para o centro de consumo. Uma vez que o setor elétrico é desverticalizado, a eventual falha de coordenação entre a construção de novos ativos de geração de energia e novas linhas de transmissão resulta em usinas de energia desconectadas do sistema. Como o proprietário da usina, mesmo se não houvesse entrega efetiva de energia, fazia jus à remuneração contratada, estima-se que houve uma perda de cerca de 8 bilhões de reais entre 2009 e 2013, elevando desnecessariamente o custo da energia e afetando a segurança do suprimento energético. Neste contexto, alterações foram realizadas nos editais dos leilões para se evitar esse problema. Visando ainda outra forma de mitigar esta problemática, esta pesquisa tem como objetivo propor um leilão reverso combinatório de ativos de geração e linhas de transmissão, afim de evitar o problema de desconexão das usinas do sistema. Neste modelo, ambas as concessões seriam licitadas em conjunto, evitando o descasamento entre elas. Como o Problema de Identificação do Vencedor (PIV) pode se tornar muito complexo, uma vez que o número de possíveis pacotes cresce de forma exponencial com o aumento dos itens leiloados, o foco dessa tese será o de resolver o PIV empregando Algoritmos Evolucionários (AEs). AEs são uma classe de algoritmo que conseguem obter boas soluções em um tempo razoável, mas sem a garantia da solução encontrada ser ótima. Desse modo, nesta tese foi desenvolvido e proposto um algoritmo nomeado Constraint-Guide Evolutionary Algorithm (CGEA), que comparado a outros algoritmos evolucionários apresentados na literatura, se mostrou promissor. Os resultados obtidos empregando o CGEA para se encontrar a solução da sistemática de leilão proposta nesta tese foram comparados com soluções obtidas quando os métodos de restringir os pacotes permitidos e dividir o problema são aplicados de modo que a solução por métodos exatos possa ser empregada. A sistemática proposta nesta tese em conjunto com a resolução por meio do CGEA apresentou bons resultadosAbstract: The Brazilian Electricity Sector utilizes auctions as a way to contract energy and transmission lines. The winners of such auctions are the participants who offer the lowest tariff, aiming at economic efficiency in the contracting. A serious problem that has disrupted the start-up of some plants is the unavailability of lines to transport the energy from the generation center to the consumption center. Once the electricity sector is not vertical, the eventual lack of coordination between the construction of new power generation assets and new transmission lines results in power plants disconnected from the system. It is estimated a loss of around 8 billion reais between 2009 and 2013 (about 1,5 billion dollars in March of 2021), since the owner of the plant had right to the contracted revenue, even if there was no actual delivery of energy, unnecessarily raising the cost of energy and affecting the security of energy supply. In this way, changes were made in the auction’s tender documents to avoid this problem. Aiming at another way of mitigating this problem, this research has the objective to propose a combinatorial auction of power generation assets and transmission lines in order to avoid the problem of system disconnection. In this model, both concessions would be bid together, avoiding the mismatch between them. As the Winner Determination Problem (WDP) can be very complex, since the number of possible packages grows exponentially with the increase of auctioned items, the focus of this thesis will be to solve the problem employing Evolutionary Algorithms (EA). EA are a class of algorithm that can obtain good solutions in a reasonable time but without the guarantee that the solution found is optimal. Thus, in this thesis was developed and proposed an algorithm named Constraint-Guide Evolutionary Algorithm (CGEA), which compared to other evolutionary algorithms presented in the literature, it seemed to be promising. The results obtained using the CGEA to find the solution of the auction proposed in this thesis were compared with solutions obtained when the methods of restricting allowed packages and divide the problem are applied so that the solution by exact methods can be employed. The proposed auction in this thesis together with the resolution by means of CGEA showed good resultsDoutoradoPlanejamento de Sistemas EnergéticosDoutora em Planejamento de Sistemas EnergéticosCAPES33003017FuncampPD-00063-3042/2018[s.n.]Correia, Paulo de Barros, 1954-Araujo, Aluizio Fausto RibeiroRego, Erik EduardoBarros, Regiane Silva deMunhoz, Fernando ColliAndrade, Carlos Eduardo deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASKazama, Fernanda Nakano, 1992-20212021-03-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (203 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641757KAZAMA, Fernanda Nakano. Leilão combinatório de energia e linhas de transmissão: resolução por algoritmos evolucionários. 2021. 1 recurso online (203 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641757. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1165677Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-09-20T12:18:44Zoai::1165677Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-09-20T12:18:44Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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