Este trabalho se propôs apresentar uma metodologia alternativa para o problema de alocação ótima de bancos de capacitores para a regulação da tensão. A metodologia apresentada utiliza equações lineares para a representação das redes de distribuição de energia elétrica, em contraste com as equações não lineares utilizadas pelos métodos usuais, viabilizando a utilização de programação linear para a solução destes problemas. O problema de alocação ótima de bancos de capacitores tem por objetivo minimizar as violações de tensão nas barras e os custos envolvidos na instalação dos equipamentos.
O Modelo Simplificado 2 apresentado neste trabalho é capaz de representar de forma adequada a rede de distribuição de energia elétrica nos problemas relacionados com a instalação de equipamentos de compensação de potência reativa. Os resultados obtidos com a utilização deste modelo linearizado mostram excelente proximidade com relação à solução do fluxo de carga não linear (PEREIRA, 2008).
Associado ao Modelo Simplificado 2, foi apresentado um método aproximado para representação da variação da carga, por intermédio de curvas de duração individuais para cada barra. Assim, é possível representar o comportamento diário de uma rede de distribuição por intermédio de relações lineares, escritas para um número reduzido de níveis de carregamento.
A utilização do Modelo Simplificado 2 apresentado neste trabalho viabilizou uma nova abordagem para os problemas relacionados com a rede de distribuição de energia, permitindo que equações lineares que a representam sejam diretamente incorporadas aos modelos de otimização
Assim sendo, como uma alternativa para a abordagem mais freqüente, que consiste em empregar as equações não lineares do fluxo de carga convencional em conjunto com métodos heurísticos de otimização (CARLISLE, 1997; NG et al, 2000), foi apresentado um modelo de otimização linear inteiro misto para alocação e re-alocação
Capítulo 6 – Conclusão
de bancos de capacitores fixos e chaveados em redes de distribuição de energia elétrica, considerando a variação diária da carga. O modelo permite minimizar os custos de investimento e operação do sistema além de minimizar os custos relacionados com o não atendimento dos limites de tensão.
Na formulação descrita foram introduzidas duas alternativas para a tradicional abordagem não-linear: 1) os valores absolutos das violações foram tratados pela inclusão de uma variável auxiliar e restrições lineares; 2) a restrição que limita a magnitude da corrente nos condutores é representada de modo quase exato por restrições lineares de canalização.
Além disto, o modelo inclui a representação de limites móveis de tensão, que dependem da derivação que o transformador de distribuição está operando. Isto permite definir de forma integrada a melhor derivação de operação dos transformadores de distribuição em conjunto com os bancos de capacitores fixos e chaveáveis, implicando a obtenção de melhores resultados.
O fato do problema de alocação ótima de bancos de capacitores ter sido abordado através de modelos matemáticos de otimização faz com que as restrições de investimento sejam facilmente incorporadas ao problema contribuindo também na redução do espaço de busca.
Com base nos resultados apresentados, a metodologia proposta apresentou desempenho satisfatório para ambas as redes e mesmo para diferentes níveis de carregamento para a determinação da alocação ótima de bancos de capacitores com potência até 1200 kvar, o que já era esperado devido ao afastamento do ponto de operação da rede de distribuição com os capacitores instalados em relação ao ponto de operação onde o modelo linearizado foi calculado. As respostas ótimas foram encontradas, mesmo quando da existência de soluções múltiplas, o que vem ao encontro das necessidades do planejador do sistema de distribuição de energia elétrica, uma vez que este poderá ter problemas de ordem prática na implementação física da solução. A utilização das restrições de fluxo nos ramos se mostrou eficiente ao limitar corretamente quanto a capacidade dos condutores, além de facilitar a resolução do problema com a redução do espaço de busca. A inclusão dos limites móveis de tensão apresentou resultados adequados para todos as situações impostas possibilitando a utilização das derivações dos transformadores de distribuição
Capítulo 6 – Conclusão
acarretando em redução direta da violação de tensão e, portanto, na diminuição da necessidade de instalação de bancos de capacitores utilizando equipamentos já disponíveis na rede. Mesmo empregando todos os recursos da metodologia proposta, o tempo de simulação permanece reduzido, principalmente se tratando de um sistema para o planejamento do sistema elétrico.
Este trabalho apresentou uma metodologia simples e rápida para alocação ótima de bancos de capacitores para minimização da violação da tensão e dos custos relacionados na instalação de bancos de capacitores, a qual faz uso de modelos lineares para representação das redes de distribuição e programação linear como alternativa as equações não lineares do fluxo de carga convencional em conjunto com métodos heurísticos de otimização.
6.1. Sugestões para Trabalhos Futuros
A partir desse trabalho surgem novos possíveis estudos ou melhorias para o problema da alocação ótima de bancos de capacitores, dos quais pode-se destacar:
• Ampliação do metodologia para alocação simultânea de bancos de capacitores e reguladores de tensão. Esta melhoria seria de grande valia, pois iria confrontar dois equipamentos utilizados para resolver problemas de regulação de tensão com características e custos distintos, entretanto, complementares;
• Ampliação do metodologia para a consideração das perdas elétricas do sistema elétrico na alocação dos bancos de capacitores. Problema bastante presente principalmente em alimentadores longos e bastante carregados, a redução das perdas elétricas é um dos principais objetivos das concessionárias de energia elétrica;
• Maiores estudos sobre a influência da geração distribuída nos modelos lineares de representação das redes de distribuição. Por ser a base da metodologia apresentada nesse trabalho, deve-se verificar se as premissas utilizadas para os modelos lineares permanecerão verdadeiras quando este tipo de geração estiver conectada a rede de distribuição;
Capítulo 6 – Conclusão
• Decorrente a sugestão anterior, surge a representação de barras de tensão controlada (PVs), já que esta pode ser um meio de representação das unidades de geração distribuídas no modelo linear e na formulação do problema de otimização.
• Adaptação dos modelos lineares para possibilitar o estudo em redes de distribuição malhadas. O modelo linear apresentado neste trabalho foi desenvolvido para redes radiais, característica da grande maioria das redes de distribuição, porém a utilização de redes malhadas tem aumentado em busca de maior confiabilidade.
Estes tópicos, constituem pesquisas em potencial identificadas durante a execução deste estudo que podem contribuir efetivamente com o presente trabalho.