Partindo-se de uma determinada formulação de um problema de OM e da obtenção de seu conjunto de soluções ótimas de Pareto, a abordagem proposta nesta tese está orientada no sentido de identificar, por meio da análise da FP, o impacto causado pela penetração da GD e estabelecer através do conjunto ótimo de Pareto possíveis padrões de conexão e geração que possam ser relevantes no estudo de impacto da GD. Portanto, embora para o caso de avaliação da alocação ótima a ser proposto identifique-se um subconjunto final de solução com o melhor compromisso, pode-se ainda obter informação adicional por meio da análise do conjunto ótimo de Pareto e da FP. Isso faz com que a análise dos resultados a ser apresentada
não corresponda a uma metodologia típica de OM em que o processo de otimização está concluído com a identificação da solução de melhor compromisso. Essa proposta está sintetizada na Figura 12.
Figura 12 – Síntese da metodologia multiobjetivo de análise de impacto da GD.
Fonte: Elaboração do próprio autor.
A etapa de definição e formulação multiobjetivo do problema consiste em estabelecer um modelo matemático definindo os objetivos, restrições e variáveis de decisão. O conjunto de soluções ótimas de Pareto e da FP é obtido aplicando-se um método de OM ao modelo formulado.
A análise do conjunto ótimo de Pareto inicia-se pelo estudo da FP no sentido de observar os valores obtidos para as funções objetivo, buscando-se agrupar pontos segundo o impacto causado pela GD. Essa classificação das soluções depende das definições do problema e pode ser feita inclusive de forma aleatória, sendo conveniente, contudo, que incorpore alguma informação das preferências do decisor. Definidos os grupos de pontos no espaço das funções objetivo segundo avaliação de impacto da GD pretendida, é feita então a análise do conjunto ótimo de Pareto que, por ser definido no espaço das variáveis de decisão, permite estabelecer padrões de conexão e geração relacionados aos pontos classificados utilizando a FP. Assim, é possível relacionar os impactos da GD à posição e injeção de
Análise da fronteira de Pareto e do conjunto ótimo de Pareto Análise de impacto da GD e informações de suporte à tomada de decisão Definição e formulação multiobjetivo do problema
Obtenção do conjunto ótimo de Pareto e fronteira de
potência das unidades geradoras, considerando um determinado conjunto ótimo de Pareto obtido.
Finalmente, a fase de informações de suporte à tomada de decisão corresponde aos resultados obtidos na etapa anterior e como podem ser aproveitados pelo decisor, seja na identificação das condições ótimas de conexão da GD ou na obtenção da extensão do impacto, tanto negativo quanto positivo, que a GD pode causar em condições de livre acesso à rede. Além disso, essas informações obtidas podem servir em estudos de elaboração de regulamentação que busque dividir com clareza, entre os agentes envolvidos, os benefícios e investimentos relacionados à penetração da GD e ainda no planejamento da expansão da distribuição fornecendo, por exemplo, dados para a composição de cenários que incluam os efeitos da GD como incerteza.
Nesses termos, são propostos a seguir dois modelos: o primeiro deles, mais simplificado, é usado para os testes de desempenho das meta-heurísticas de OM e para a análise de alocação e dimensionamento ótimos da GD. Neste caso, a metodologia possibilita a obtenção das condições, nós de conexão e capacidade dos geradores, otimizadas de penetração da GD com relação a dois índices técnicos, o que seria interessante numa situação em que a concessionária dispusesse de total controle na conexão dos geradores, por exemplo. O segundo visa a investigar um problema comumente referido e pesquisado com relação à inserção da GD nas redes de distribuição, que é a possibilidade de ganhos de capacidade na rede e adiamento dos investimentos em infraestrutura. Através deste modelo é ainda proposta uma abordagem alternativa na etapa de análise do conjunto ótimo de Pareto e da FP. Fez-se uma análise do impacto da GD sobre a capacidade da rede, relacionada à posição dos geradores e nível de geração, considerando-se não apenas as condições de melhoria dos objetivos definidos, mas também as condições extremas de impacto negativo. Por meio desta avaliação pretende-se obter as condições extremas de impacto positivo e negativo que podem ser obtidas com a penetração da GD. Esse conjunto de informações pode servir para uma análise de impacto ou mesmo ser aproveitada no planejamento da expansão num contexto em que a concessionária não dispõe de controle sobre o acesso da GD à rede de distribuição.
Ambos os modelos são aplicados a duas redes de distribuição radiais com características distintas adaptadas a partir dos alimentadores IEEE-123 e IEEE-34 (KERSTING, 2001). A rede IEEE-123 é urbana apresentando linhas curtas e um nível de desequilíbrio entre as fases e carregamento maiores que a rede IEEE-34 caracterizada por ser um alimentador rural longo. Por não se tratar das redes IEEE-34 e IEEE-123 originais, elas serão identificadas por rede de distribuição de média tensão 34 (RDMT34) e rede de
distribuição de média tensão 123 (RDMT123) mantendo a numeração 34 e 123 como referência às redes originais, o que não corresponde ao número de nós das redes adaptadas. A descrição completa das redes é apresentada no Capítulo 6.
A seguir, são apresentados os dois modelos, alguns detalhes da metodologia de avaliação do desempenho das meta-heurísticas de OM e as ferramentas computacionais de cálculos elétricos empregadas.