Algoritmo de busca dispersa aplicado ao problema de fluxo de potência ótimo considerando o desligamento de linhas de transmissão

• Autor(a) principal: Garcia, André Mendes
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/190981
• topic: Busca dispersa; Meta-heurística; Otimização; Fluxo de potência ótimo; Desligamento de linhas de transmissão; Meta-heuristic; Optimal power flow; Optimization; Scatter search; Transmission switching

O principal objetivo deste trabalho é a implementação de uma metodologia que, utilizando a meta-heurística de busca dispersa (BD) resolva o problema de fluxo de potência ótimo (FPO) considerando o desligamento de linhas de transmissão (OTS) para a redução dos custos de ope-ração. Com o objetivo de avaliar o potencial da meta-heurística, o algoritmo de BD foi imple-mentado para otimizar funções multimodais restritas, metodologia denominada BD-FMR, e para resolver o problema de FPO, metodologia denominada BD-FPO. Foram realizados testes com onze problemas de funções multimodais restritas disponíveis na literatura especializada, utili-zando a metodologia BD-FMR, sendo que os resultados obtidos são comparáveis com os me-lhores resultados disponíveis na literatura. O problema de FPO foi resolvido pela metodologia BD-FPO utilizando três sistemas teste de 6, 14 e 57 barras, sendo que os resultados não foram satisfatórios quando comparados com as soluções do modelo exato do problema obtidas pelo solver KNITRO. Entretanto, o algoritmo BD-FPO serviu de base para a implementação da me-todologia principal deste trabalho. Por fim, a metodologia BD-OTS foi implementada em lin-guagem de programação C/C++, com a utilização de recursos de programação paralela através da biblioteca OpenMP. Neste trabalho a formulação utilizada para representar a operação da rede considera o modelo AC (corrente alternada), que consiste em um problema de programa-ção não linear inteira mista (PNLIM) devido a presença de variáveis discretas relacionadas com o estado de operação de uma linha, com a posição dos taps dos transformadores e com o estado de operação dos compensadores shunt. Na metodologia BD-OTS, a meta-heurística gerencia as variáveis inteiras e binárias, fornece para o modelo matemático essas variáveis na etapa do cál-culo da função objetivo, transformando o modelo em um problema de programação não linear (PNL). O problema de PNL é então resolvido pelo solver KNITRO, utilizando o método de pontos interiores, o qual retorna para a meta-heurística todas as demais variáveis contínuas do problema. Foram utilizados onze sistemas teste, dois sistemas de 14 barras, três de 30 barras, dois de 57 barras, dois de 118 barras e dois de 162 barras. As soluções do problema de OTS pela metodologia BD-OTS foram comparadas com resultados das soluções destes mesmos sis-temas obtidos na literatura e pelos resultados calculados pelo solver KNITRO. A metodologia BD-OTS se mostrou uma ferramenta robusta e promissora, pois apresentou soluções factíveis em todos os sistemas e melhores resultados em nove sistemas. Dois resultados obtidos pela BD-OTS apresentaram valores de função objetivo praticamente iguais aos calculados pelo solver, e melhores que os da literatura. Além disso, as soluções obtidas pela BD-OTS forneceram topo-logias dos sistemas totalmente conexas, sem barras desconectadas das topologias dos sistemas, enquanto as soluções de OTS pelo solver apresentaram topologias desconexas.