Sequenciamento ótimo da recomposição de sistemas elétricos utilizando algoritmos genéticos

Abstract

O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um algoritmo computacional, baseado na técnica evolutiva de otimização de Algoritmo Genético, com o objetivo de encontrar a melhor seqüência de recomposição de linhas de subtransmissão, baseado em um índice de prioridade de energização das barras e instruções de operação. No trabalho é apresentada uma breve descrição sobre operação, automação e recomposição de sistemas elétricos, são descritas literaturas pertinente ao assunto recomposição e técnicas computacionais aplicadas a ela. O algoritmo computacional desenvolvido é composto de um módulo denominado “GA”, onde é feita a seleção pelo método da roleta, análise da condição de término pela quantidade de gerações máximas e aplicação dos operadores genéticos de cruzamento e mutação; e um módulo denominado “fcusto”, responsável pela pontuação das soluções encontradas em relação a uma função objetivo, ou função custo. A função objetivo avalia uma nota referente ao índice de prioridade das cargas, e uma nota referente as regras de sentido obrigatório de energização das linhas. Para validação do algoritmo foram realizadas simulações computacionais em três configurações do sistema elétrico, sendo duas configuração referentes ao sistema de 138kV da rede de subtransmissão que atende ao estado de Mato Grosso do Sul. Foi executada a busca exaustiva em todos os casos para fins de comparação. Os resultados do algoritmo foram obtidos com sucesso, após uma sintonia dos parâmetros utilizados, e em um tempo computacional e espaço de busca inferior ao da busca exaustiva.

This thesis is about the development of a computer algorithm, based on the Genetic Algorithm optimization evolutive technique, with the objective of finding the best restoration sequence of transmission power lines, based in the buses priority and operation instructions. In this thesis is written in the introduction a brief description of the power system operation, automation and restoration, it is described several papers about the restoration issue and computer techniques applied to them. The computer algorithm developed is composed of a module called “GA”, where is made the selection by the roulette method, analysis of the algorithm stop condition using the maximum generation and it is applied the genetic operators of crossover and mutation, also there is o module called “fcusto”, responsible for the punctuation of the encountered solutions related to a objective function, or cost function. The objective function evaluated a specific note referred to the load priorities, and a note referred to the rules of the compulsory line flow direction. To algorithm testing were realized several computation simulation in three power system configuration, being two related to a 138kV sub-transmission system that attend to the Mato Grosso do Sul state. It was applied; in the first place, the exhaustive search in all the cases as comparison benchmark. The algorithm results were obtained with success, after parameter tuning, in a computer time and search space dimension smaller than the exhaustive search.