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Título: Otimização de índices de confiabilidade em redes de distribuição de energia elétrica
Autor(es): Zambon, Eduardo
Orientador: Garcia, Berilhes Borges
Coorientador: Freitas, Sergio Antônio Andrade de
Palavras-chave: Otimização matemática
Programação linear
Programação inteira
Pesquisa operacional
Data do documento: 4-Dez-2006
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Citação: ZAMBON, Eduardo. Otimização de índices de confiabilidade em redes de distribuição de energia elétrica. 2006. 79 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2006.
Resumo: As empresas responsáveis pelo fornecimento de energia elétrica (concessionárias) devem instalar equipamentos de proteção (religadores e fusíveis) e de seccionamento (chaves) em locais adequados da rede de distribuição para prestar um serviço de boa qualidade. Órgãos reguladores estabelecem métricas (índices de continuidade) para quantificar e analisar o desempenho das concessionárias. O problema abordado neste trabalho pode ser dividido em duas partes. A primeira trata de otimizar a alocação de religadores em uma rede de distribuição, buscando melhorar os índices de continuidade. A meta-heurística Simulated Annealing foi empregada e os resultados obtidos nos testes realizados ficaram muito próximos dos valores ótimos. Na segunda parte, tenta-se determinar a melhor alocação de religadores, fusíveis e chaves de forma simultânea, novamente para melhorar os índices de uma rede de distribuição. Um modelo de Programação Linear Binária proposto na literatura foi implementado e testado. As deficiências identificadas neste modelo motivaram o desenvolvimento de uma nova formulação de Programação Não-linear Binária, mais abrangente, e um algoritmo de branch-and-bound específico para resolver as formulações obtidas com o novo modelo. As soluções propostas neste trabalho permitem que as concessionárias projetem ou reestruturem a proteção das redes de distribuição de energia elétrica de forma a melhorar o serviço prestado aos consumidores. Com isto, as empresas podem diminuir o custo dos investimentos e ao mesmo tempo garantir que os seus clientes serão melhor atendidos, o que gera benefícios econômicos a ambos.
An eletric utility must install protection (reclosers and fuses) and sectionalizing (switches) devices in key points of its distribution network to serve its customers with a reliable power supply. Utility boards or similar commissions define measures (reliability indices) to quantify and analize the eletric utility services. The problem addressed in this work is twofold. First, we want to optimize the allocation of reclosers in a distribution network to improve its reliability indices. The Simulated Annealing meta-heuristic was employed and its results were close to the optimal values in the tests performed. Second, we want to improve the effectiveness of a distribution protective design by identifying the type (recloser, fuse or switch) and location of devices to be installed. A Binary Linear Programming model found in the literature was implemented and tested. Its deficiencies leaded to the development of a more complete Binary Nonlinear Programming model and a specific branch-and-bound algorithm to solve it. The solutions proposed in this work allow an eletric utility to project and restructure the protection design of its distribution networks, allowing it to improve the service provided to its consumers. Hence, the company can cut investiments costs and still ensure a better quality of service to its clients, generating economic benefits to both parties.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/6352
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