CAPITULO 5 PROCEDIMENTO INTEGRADO DE LOCALIZAÇÃO E DIMENSIONAMENTO
5.2 O Problema
5.3.2 S.A Apresentação especifica
5.3.2.1 Algoritmo implementado
Na sequência da descrição geral do algoritmo do SA, apresenta-se o fluxograma detalhado (Figura 5.3) da metodologia implementada. O algoritmo foi implementado em linguagem IPLAN e teve em consideração a especificidade dos problemas envolvidos.
Na primeira etapa do algoritmo são carregados todos os dados necessários, ou seja, os dados referentes à parametrização do SA, os dados referentes aos ficheiros da rede utilizada (ficheiro com os dados de regime estacionário e ficheiro com os dados dos modelos dinâmicos), ficheiro com os dados referentes aos barramentos onde é injectada potência eólica (número dos barramentos e potência eólica injectada em cada barramento) e o ficheiro com os dados referentes aos escalões dos STATCOM e respectivas potências. Os parâmetros do defeito a simular (curto-circuito), a duração do mesmo e as variáveis a serem monitorizadas são introduzidas na simulação através de um ficheiro auxiliar previamente construído no PSS/E.
Nas etapas que antecedem o início do processo de optimização é obtida de uma forma aleatória uma função de vizinhança inicial e após a avaliação são atribuídos os valores óptimos e actuais da função assim como os valores óptimos e actuais da vizinhança.
Seguidamente inicia-se o processo de optimização com a obtenção de uma nova vizinhança. Com esta nova vizinhança é efectuada a simulação, trânsito de potências e simulação dinâmica (com uma duração de 20 s), recorrendo ao software utilizado (PSS/E). Com o resultado obtido é feita a verificação se o valor da função (F_viz) é menor do que o valor óptimo (F_optm) e caso isso aconteça o novo valor óptimo será igual ao valor de da função (F_viz). Caso contrário, ou seja, se a função (F_viz) for maior do que o valor óptimo da função (F_optm) ou menor do que o valor actual da actual (F_act), o que na prática significa que estamos a aceitar uma solução pior, esse valor é aceite caso um número aleatório (x), uniformemente distribuído, gerado no intervalo [0,1] seja menor do que a probabilidade P(∆E). Se P(∆E) for maior ou igual a configuração é aceite.
Quando os critérios de paragem da simulação forem alcançados, ou seja, o número total de simulações (Sann_iter) for igual ao número máximo de iterações definido (Sann_iter_max) ou o contador do número de iterações de cada patamar (contadorW) for igual ao valor máximo de iterações por patamar (cont_maxW), ou ainda se o valor da temperatura (Temperatura) for inferior ao valor da temperatura mínima (Temp_min) a simulação chega ao fim do ciclo principal.
Com base no que foi descrito anteriormente, todos os dados e resultados do processo de simulação são arquivados, permitindo posteriormente a sua consulta (Figura 5.6).
Abrir ficheiros com os dados: - Simulated annealing
- Barramentos - STATCOMs
Inicío
Imprime cabeçalhos do relatório
F_optm = F_viz ; F_act = F_viz X_opt = X_viz ; X_act = X_viz
Inicialização: X_viz = RANDOM
Função de avaliação (executa pss/e)
Função Vizinhança
Função Avaliação (executa pss/e)
SAnn_iter = SAnn_iter +1 contadorW = contadorW + 1 iter_patamar = iter_patamar + 1 iter_patamar >= compr_patamar Sim cont_patamar = cont_patmar + 1 iter_patamar = 0 Não T T contapatamar 0 _ . A B
Figura 5.3 – Algoritmo detalhado do Simulated Annealing implementado para a resolução do problema sob estudo – parte 1
Figura 5.4 – Algoritmo detalhado do Simulated Annealing implementado para a resolução do problema sob estudo – parte 2
Como se pode verificar (Figura 5.3), uma das etapas do algoritmo consiste na obtenção da função de vizinhança e uma vez que se trata de uma etapa específica é apresentada separadamente (Figura 5.5).
No problema em causa, a função de vizinhança tem como finalidade a obtenção da posição do escalão do STATCOM, para cada um dos STATCOM ligados na rede. Considera-se, inicialmente, que a posição do escalão e consequentemente o valor da potência dos STATCOM em todos os barramentos (X_viz) é igual ao valor actual (X_act) sendo este obtido de uma forma aleatória. Posteriormente é sorteado em qual dos 43 barramentos (número de barramentos onde
existe injecção de potência eólica) vai ser alterada a potência do STATCOM (pos_bus_viz), definindo-se assim a sua localização. Seguidamente, e também de uma forma aleatória obtém- se o valor do desvio da vizinhança (desv_viz), valor este que pertence ao intervalo [0,1]. Caso este valor seja inferior a 0,5 e a posição do escalão actual seja superior a 1 então é decrementado a posição do escalão (pos_escalão_viz=pos_escalao_viz-1). Caso o desvio de vizinhança (desv_viz) seja superior ou igual a 0,5 e a posição do escalão actual inferior ao maior escalão, então é incrementado a posição do escalão (pos_escalão_viz = pos_escalao_viz + 1). No final do algoritmo, é verificado se o valor total actual das potências dos STATCOM é diferente do valor da vizinhança para assim se evitar soluções repetidas.
Na Tabela 5.2 estão representados os diferentes escalões de referência para a potência dos STATCOM considerados. Estes são função da potência eólica injectada em cada um dos barramentos.
Tabela 5.2 – Escalões de referência para os STATCOM.
N.º do escalão (pos_escalao)
% da Pot. dos escalões em função da pot. injectada (pos_escalao_viz) 1 0% 2 33% 3 50%
Os valores de referência referidos na tabela anterior, e que são variáveis de entrada do método de optimização, servem de base ao cálculo da potência que na realidade é utilizada em cada escalão. A necessidade de proceder desta forma, prende-se com o facto de se querer utilizar valores de potência dos STATCOM em função da potência eólica injectada em cada barramento.
Assim a potência de cada escalão de STATCOM é calculada da seguinte forma:
.% _
STATCOM injectada Escalão
Q
=P
(5.2)Onde
-
Q
STATCOM é a potência do escalão do STATCOM;-
P
injectada é a potência eólica injectada em cada barramento;- % _ Escalão é a percentagem da potência do STATCOM em relação à potência eólica
injectada;
O mínimo de escalões a considerar não é sujeito a limitações, sendo que neste trabalho foram considerados apenas 2 de modo a reduzir o volume de combinações possíveis e consequentemente a duração das simulações. A potência do maior escalão deverá ter um valor igual a 50% da potência eólica injectada em cada barramento. Para o outro escalão definiu-se
um valor de potência de 1 3(33%) da potência eólica injectada no barramento.
Por exemplo, e como se pode verificar na Tabela 5.3, inicialmente o escalão seleccionado para todos os STATCOM é o 2.
Tabela 5.3 – Escalões dos STATCOM.
Escalão 2 2 2 2 ……… 2
Barramento 1 2 3 4 ………... 43
Considerando que o barramento 1 tem uma potência injectada de 50 MW, o valor do escalão 2 é de
2 ºescalão 50.0, 33 16, 7
Q = = Mvar
Admitindo que o barramento sorteado, e no qual vai ser alterada a potência do STATCOM, é o barramento 1, e partindo do principio que do algoritmo da função de vizinhança resultava o incremento de 1 escalão, ou seja, passava do escalão 2 (33%) para 3 (50%), o valor da potência do STATCOM seria de
3ºescalão 50.0, 50% 25
Q = = Mvar
De realçar que, e embora existam vários escalões, só se admite a instalação de um dispositivo em cada parque, tendo esse a potência resultante da implementação do algoritmo de optimização.