Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dias, João Vitor
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/213473
Resumo: Problemas de despacho econômico (PDE) têm por finalidade determinar a geração de potência ativa de energia nas unidades geradoras, minimizando o custo de combustível ao mesmo tempo que as restrições do sistema são atendidas. Uma variante do PDE é o PDE com o efeito de ponto de carregamento de válvula (PDE-PCV). Este, considera o efeito de ponto de carregamento de válvula na função objetivo do problema e é formulado como um problema de otimização restrito, não convexo e não diferenciável. Isto dificulta a aplicação de métodos determinísticos de otimização para sua resolução. Por esta razão, a maior parte dos métodos encontrados na literatura para a resolução do PDE-PCV são baseados em heurísticas. Neste trabalho, propõe-se utilizar um método heurístico híbrido que integra o método evolução diferencial (ED) com o método Quase-Newton desenvolvido por Broyden, Fletcher, Goldfarb e Shanno (BFGS) para a resolução do PDE-PCV. A modificação proposta visa melhorar o desempenho do método ED quanto a sua busca local utilizando o método BFGS. A ED possui estrutura simples, velocidade rápida de convergência, propriedade de busca global, enquanto o método BFGS pode explorar o espaço de busca rapidamente com uma direção de gradiente e não requer recalcular a matriz hessiana a cada iteração. Uma implementação computacional dessa abordagem foi desenvolvida no software Matlab, e testes mostraram a eficiência do método híbrido proposto na resolução do PDE-PCV, obtendo soluções de boa qualidade quando comparadas com o método ED clássico e alguns métodos encontrados na literatura.
id UNSP_7421cda3a94a8b979fc10d1bf7b89862
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/213473
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvulaHybrid differential evolution with the BFGS method to solve the economic dispatch problem with the valve point loading effectProblema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvulaMétodo evolução diferencialMétodo BFGSOtimização não linearEconomic Dispatch Problem with the Valve Point Loading EffectDifferential evolution methodBFGS methodNon-linear optimizationProblemas de despacho econômico (PDE) têm por finalidade determinar a geração de potência ativa de energia nas unidades geradoras, minimizando o custo de combustível ao mesmo tempo que as restrições do sistema são atendidas. Uma variante do PDE é o PDE com o efeito de ponto de carregamento de válvula (PDE-PCV). Este, considera o efeito de ponto de carregamento de válvula na função objetivo do problema e é formulado como um problema de otimização restrito, não convexo e não diferenciável. Isto dificulta a aplicação de métodos determinísticos de otimização para sua resolução. Por esta razão, a maior parte dos métodos encontrados na literatura para a resolução do PDE-PCV são baseados em heurísticas. Neste trabalho, propõe-se utilizar um método heurístico híbrido que integra o método evolução diferencial (ED) com o método Quase-Newton desenvolvido por Broyden, Fletcher, Goldfarb e Shanno (BFGS) para a resolução do PDE-PCV. A modificação proposta visa melhorar o desempenho do método ED quanto a sua busca local utilizando o método BFGS. A ED possui estrutura simples, velocidade rápida de convergência, propriedade de busca global, enquanto o método BFGS pode explorar o espaço de busca rapidamente com uma direção de gradiente e não requer recalcular a matriz hessiana a cada iteração. Uma implementação computacional dessa abordagem foi desenvolvida no software Matlab, e testes mostraram a eficiência do método híbrido proposto na resolução do PDE-PCV, obtendo soluções de boa qualidade quando comparadas com o método ED clássico e alguns métodos encontrados na literatura.Economic dispatch problems (EDP) are designed to determine the generation of active power in the generating units, minimizing the fuel cost at the same time that the system restrictions are met. A variant of the EDP is the EDP with the valve point loading effect (EDP-VLP). This considers the effect of the valve point loading on the objective function of the problem and is formulated as a constrained, non-convex and non-differentiable optimization problem. This makes it impossible to apply deterministic optimization methods directly for their resolution. For this reason, most methods found in the literature to solve the EDP-VLP are based on heuristics. In this work, it is proposed a hybrid heuristic method that integrates the differential evolution (DE) method with the QuasiNewton method developed by Broyden, Fletcher, Goldfarb and Shanno (BFGS) to solve the EDP-VLP. The proposed approach aims to improve the performance of the DE method in terms of its local search using the BFGS method. The DE has a simple structure, fast convergence speed, global search property, while the BFGS method can explore the search space quickly with a gradient direction and does not require recalculating the Hessian matrix at each iteration. A computational implementation of this approach was developed in Matlab software, and tests showed the efficiency of the proposed hybrid method in the resolution of the EDP-VLP, obtaining good quality solutions when compared with the classic DE method and some methods found in the literature.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: 88887.467100/2019-00Universidade Estadual Paulista (Unesp)Baptista, Edméa Cássia [UNESP]Soler, Edilaine Martins [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Dias, João Vitor2021-07-19T13:09:51Z2021-07-19T13:09:51Z2021-06-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/21347333004056087P2porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2024-06-28T19:13:37Zoai:repositorio.unesp.br:11449/213473Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T23:54:40.898099Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
Hybrid differential evolution with the BFGS method to solve the economic dispatch problem with the valve point loading effect
title Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
spellingShingle Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
Dias, João Vitor
Problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
Método evolução diferencial
Método BFGS
Otimização não linear
Economic Dispatch Problem with the Valve Point Loading Effect
Differential evolution method
BFGS method
Non-linear optimization
title_short Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
title_full Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
title_fullStr Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
title_full_unstemmed Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
title_sort Evolução diferencial híbrida com o método BFGS para a resolução do problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
author Dias, João Vitor
author_facet Dias, João Vitor
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Baptista, Edméa Cássia [UNESP]
Soler, Edilaine Martins [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Dias, João Vitor
dc.subject.por.fl_str_mv Problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
Método evolução diferencial
Método BFGS
Otimização não linear
Economic Dispatch Problem with the Valve Point Loading Effect
Differential evolution method
BFGS method
Non-linear optimization
topic Problema de despacho econômico com o efeito de ponto de carregamento de válvula
Método evolução diferencial
Método BFGS
Otimização não linear
Economic Dispatch Problem with the Valve Point Loading Effect
Differential evolution method
BFGS method
Non-linear optimization
description Problemas de despacho econômico (PDE) têm por finalidade determinar a geração de potência ativa de energia nas unidades geradoras, minimizando o custo de combustível ao mesmo tempo que as restrições do sistema são atendidas. Uma variante do PDE é o PDE com o efeito de ponto de carregamento de válvula (PDE-PCV). Este, considera o efeito de ponto de carregamento de válvula na função objetivo do problema e é formulado como um problema de otimização restrito, não convexo e não diferenciável. Isto dificulta a aplicação de métodos determinísticos de otimização para sua resolução. Por esta razão, a maior parte dos métodos encontrados na literatura para a resolução do PDE-PCV são baseados em heurísticas. Neste trabalho, propõe-se utilizar um método heurístico híbrido que integra o método evolução diferencial (ED) com o método Quase-Newton desenvolvido por Broyden, Fletcher, Goldfarb e Shanno (BFGS) para a resolução do PDE-PCV. A modificação proposta visa melhorar o desempenho do método ED quanto a sua busca local utilizando o método BFGS. A ED possui estrutura simples, velocidade rápida de convergência, propriedade de busca global, enquanto o método BFGS pode explorar o espaço de busca rapidamente com uma direção de gradiente e não requer recalcular a matriz hessiana a cada iteração. Uma implementação computacional dessa abordagem foi desenvolvida no software Matlab, e testes mostraram a eficiência do método híbrido proposto na resolução do PDE-PCV, obtendo soluções de boa qualidade quando comparadas com o método ED clássico e alguns métodos encontrados na literatura.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-07-19T13:09:51Z
2021-07-19T13:09:51Z
2021-06-08
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11449/213473
33004056087P2
url http://hdl.handle.net/11449/213473
identifier_str_mv 33004056087P2
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808129563705737216