Com o intuito de verificar a coerência do processo de ToD implementado, foram usadas 40 soluções eficientes obtidas pelo MOEA-DFR aplicado ao PRec-SDPEE para o sistema #5 (Figura 7.5). Os modelos de quantificação direta e de julgamento adotaram a seguinte matriz:
[ ]
Os valores da matriz foram escolhidos a título de demonstração. Por eles, percebe-se que foi dada maior importância aos índices e . A configuração inicial do sistema (Figura 7.5) teve a seguinte avaliação em relação aos critérios da otimização: de 320.364 kW, de 0.025 p.u., de 0.702 e igual a 0. Os melhores PMRs escolhidos são mostrados na Tabela 7.20. As chaves destacadas em negrito são aquelas que diferem das chaves mantidas abertas na configuração inicial do sistema. Ambas as opções são realizáveis do ponto de vista do sequenciamento. A obtenção de PMRs diferentes para cada método é esperada, uma vez que cada um se baseia em procedimentos de análise dissimilares. Apesar de cada método indicar seu PMR, percebe-se que os objetivos de maior peso ( e ), em conformidade
207 208 209 211 214 217 218 219 220 221 222 223 215 210 212 121 122 123 124 125 127 128 130 131 129 133 134 136 137 138 139 141 142 143 144 145 135 146 147 148 149 150 153 154 155 156 157 158 159 202 203 200 201 204 205 152 206 160 162 163 164 75 76 77 78 80 81 83 82 86 7 84 87 1 2 3 4 5 6 9 12 17 20 21 18 85 10 13 15 100 32 33 34 35 36 29 27 28 30 38 37 25 26 24 39 43 46 44 45 59 58 57 56 55 54 49 51 52 53 50 73 48 61 62 67 68 63 64 65 69 70 71 72 40 41 42 206 145
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com a correspondente, têm valores próximos em ambos os casos, o que demonstra coerência para a definição do melhor plano.
Tabela 7.20 – Comparação entre os planos de manobra elegidos pelos métodos de tomada de decisão. Critério Quantificação Direta (AHP+ FMCE+GRA) Modelos de Julgamentos (AHP)
PPA 312,627 kW 287,823 kW
IDT 0,024 p.u 0,023 p.u.
ICC 0,686 0,699 NM 6 4 Chaves abertas 212_122, 215_123, 78_125, 138_153, 138_217, 139_154, 141_154, 10_32, 218_219, 141_220, 7_86, 156_157, 057_061, 73_206, 20_130, 145_206, 131_223, 59_145, 65_147, 223_147 e 46_223 215_123, 211_212, 78_125, 138_153, 125_219, 138_217, 139_154, 141_154, 10_32, 141_220, 7_86, 33_61, 156_157, 73_206, 20_130, 145_206, 131_223, 59_145, 65_147, 223_147 e 46_223
A divisão do problema em níveis hierárquicos no Modelo de Julgamentos torna mais fácil o seu entendimento. Entretanto, esse método utiliza uma escala subjetiva de julgamento, o que o torna mais vulnerável ao erro humano. Já o Método de Quantificação Direta alia a escala subjetiva do AHP com a FMCE e a GRA, o que torna a análise quantitativa. A desvantagem desse método é a necessidade de maior número de informações a ser usado.
7.6 Conclusões
Neste capítulo, foram apresentados os resultados das simulações computacionais criadas para cada uma das propostas de abordagem aos problemas PRec-SDPEE e PRes-SDPEE. O desempenho dos algoritmos de otimização e a coerência das soluções obtidas com diversos resultados já publicados na literatura mostraram ser tais propostas promissoras. Dentre as características positivas verificadas nos algoritmos desenvolvidos, pode-se destacar a eficiência na sondagem do espaço de busca, a capacidade de identificação de soluções robustas, a redução do custo computacional necessário para avaliar uma configuração e a consistência do processo de escolha da solução mais compatível às preferências do decisor. Também Foi notada a contribuição da estimativa nebulosa para o processo de avaliação das configurações de rede propostas pelo AE no que diz respeito ao ganho de desempenho computacional.
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8 - Considerações Finais e Trabalhos
Futuros
8.1 Conclusões
s operadores experientes utilizam o processo de lógica baseado em suas experiências empíricas acumuladas diariamente quando lidam com diferentes situações de contingência e controle do sistema. À medida que os sistemas se tornam incrivelmente complexos, até esses operadores mais experientes encontram dificuldades em determinar o procedimento mais adequado para a recuperação de uma área afetada por blecaute, corrigir uma sobrecarga ou atenuar os riscos iminentes de uma situação provocada pela configuração atual da rede. Assim, para novos, inexperientes e mesmo para experientes operadores, uma ferramenta computacional como a que foi desenvolvida nesse trabalho além de servir de instrumento auxiliar para as suas decisões, permite a eles adquirir conhecimento em simulações de casos prováveis. As funcionalidades devem evitar que operações errôneas sejam realizadas e, com isso, levem o SDPEE para uma condição com potencial de dano ou risco de acidentes.
Apesar dos evidentes benefícios, a reconfiguração ainda é uma estratégia pouco adotada pelas concessionárias de energia brasileiras seja pela automação ainda considerada insuficiente, seja por motivos gerenciais conservadores ou por falta de um software que auxilie o operador na tomada de decisão. Com isso, a oportunidade de melhoria de uso dos recursos (estruturas e equipamentos) do SDPEE, cujas capacidades são sinalizadas pelas margens residuais, não é aproveitada.
O presente trabalho buscou contribuir nos seguintes tópicos relacionados aos problemas de reconfiguração e restauração em sistemas de distribuição primária:
formulação matemática mais completa que contemplasse as situações de reconfiguração e restauração;
codificação eficiente de solução para ser empregada em técnicas evolucionárias; operadores genéticos orientados à factibilidade das soluções;
tratamento de restrições de dois tipos (crítica e não-crítica); tratamento de incertezas nas demandas de potência;
estimativa de condição elétrica do SDPEE que reduzisse o custo computacional de métodos de fluxo de potência convencionais;
melhorias em modelos matemáticos dos componentes de um SDPEE; análise do sequenciamento de manobras;
procedimento de tomada de decisão acoplado que filtrasse a melhor solução de forma consistente.
A formulação apresentada no Capítulo 2 reuniu os critérios mais empregados até então por trabalhos científicos relevantes da área. Ela foi sugerida de maneira a unificar os problemas de
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restauração e reconfiguração, procurando considerar os mais significativos dentre os critérios comuns a esses dois problemas. A proposição da modelagem foi feita também com o intuito de facilitar a concepção dos algoritmos EA-DFR, IMOEA-DFR e MMOPBIL.
O esquema para representação de soluções de rede mostrou ser promissor. Ele foi aliado a um algoritmo construtor de soluções que têm dupla utilidade: interpretar uma solução já existente e construir novas soluções. O esquema proposto foi comparado a outros esquemas, descritos na literatura especializada, e apresentou flexibilidade ao encontrar de modo persistente grande diversidade de ótimos do problema multiobjetivo à custa de pouco espaço em memória e baixa exigência computacional. O algoritmo rotulador é o cerne da codificação que é aplicável tanto aos sistemas com um NPP ou mais.
Ficou constatado por um experimento comparativo extenso que o esquema de codificação implementado EA-DFR obteve êxito em todos os sistemas testados. Os algoritmos evolutivos desenvolvidos para os testes utilizaram os operadores genéticos modificados para os problemas de reconfiguração e restauração. Esses operadores foram elaborados de maneira a evitar a reparação das soluções topologicamente infactíveis e, com isso, evitar o esforço computacional empregado por outras abordagens mais comuns que não impedem a obtenção de soluções inviáveis.
Dentre os esquemas comparados, o proposto nessa tese foi aquele que exibiu o comportamento mais estável para sistemas pequenos, médios, mais e menos carregados. Mesmo não sendo o método mais rápido, o esquema convergiu para grande parte das tentativas realizadas, diferentemente dos demais esquemas comparados. Ele foi capaz de identificar os ótimos globais em um problema mono-objetivo de reconfiguração de um alimentador de 70 barras, bastante conhecido na literatura. Foram encontradas quatro soluções coincidentes com aquelas determinadas pelo método de busca exaustiva, distintas das até então reportadas na literatura científica.
Por se tratarem de problemas do mundo real, o PRec-SDPEE e o PRes-SDPEE contêm inúmeras restrições que devem ser devidamente tratadas pelo algoritmo de otimização. No entanto, em uma modelagem matemática mais detalhada, algumas das restrições podem ser consideradas não-críticas, uma vez que a violação das mesmas não acarreta em danos para o sistema. Assim, uma solução que viole apenas as restrições não-críticas ainda pode ser útil. As restrições foram divididas em dois grupos para serem analisadas separadamente durante a etapa de avaliação da configuração de rede. A comparação e o descarte de soluções são feitos por meio do tratamento de restrições, explicados no Capítulo 3 (Seção 3.11).
A inclusão de incertezas ao problema de reconfiguração mostrou que as melhores soluções identificadas por métodos não intervalares podem não ser de fato ótimas em um cenário mais realista. A versão intervalar do MOEA (IMOEA-DFR) teve como propósito oferecer um procedimento de identificação de soluções mais robustas, uma vez que a magnitude de variação das incertezas seja conhecida. Os experimentos realizados comprovaram a superioridade das soluções encontradas pelo IMOEA-DFR, cujos benefícios são maiores para um período de tempo mais extenso.
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O tempo computacional de avaliação é crítico em um contexto de análise de configurações on-
line. Se a aproximação dos valores de tensão nas barras for suficientemente precisa para
garantir a identificação das configurações ótimas, então o método de cálculo de fluxo pode ser substituído pelo mecanismo de inferência. Nesse sentido, a estimativa nebulosa criada com redes de arquitetura do tipo NFN mostrou ser viável para os problemas aqui tratados. Os experimentos evidenciaram uma redução no custo computacional do AE quando o método de cálculo do fluxo de potência (varredura) é substituído gradativamente pela estimativa.
Foi feita ainda uma análise extensiva de modos de ajuste de taps de reguladores de tensão durante as iterações de um método de varredura quando vários desses equipamentos fazem parte de um mesmo alimentador. Esse estudo foi motivado pela necessidade real de determinadas concessionárias brasileiras de energia que empregam bastante os reguladores de tensão como recurso para atenuar afundamentos de tensão ao longo dos alimentadores. A avaliação de sequência das manobras foi desenvolvida nesse trabalho com o propósito de complementar a análise de viabilidade das soluções eficientes encontradas pelo processo de otimização. A tomada de decisão foi incorporada para encerrar o procedimento de identificação da solução de rede mais adequada ao intento do operador do sistema. Os métodos de ToD construídos foram avaliados para o sistema de 136 barras e mostraram-se coerentes de acordo com as preferências previamente especificadas.
Com as contribuições descritas acima, espera-se que esse trabalho possa oferecer novos conhecimentos a respeito dos problemas combinatoriais de reconfiguração e restauração em sistemas de distribuição de energia elétrica, trifásicos e desequilibrados.