Os métodos para planeamento de redes de distribuição de energia elétrica em MT têm evoluído desde o seu aparecimento no início do seculo XX, acompanhando o desenvolvimento das redes elétricas, este facto, resulta de diversos fatores nomeadamente as técnicas de cálculo e as metodologias aplicadas. Dois períodos temporais podem ser definidos relativamente à evolução destes métodos [2], até à década de 60, fruto da fragilidade das ferramentas de cálculo em resolver problemas matemáticos complexos, a experiência e a competência dos engenheiros afetos ao planeamento era fundamental para a definição das soluções com vista à satisfação dos requisitos técnicos do sistema, esta situação foi-se alterando de acordo com a maior ou menor penetração da informática e à
maior ou menor facilidade na sua utilização por parte dos engenheiros. Com a utilização de sistemas informáticos o tratamento e resolução do problema, embora mais caro, passa a ser efetuado de uma forma mais rápida e com menor intervenção humana e é possível realizar cálculos técnicos e económicos. A partir da década de 80, e acompanhando a forte e rápida evolução dos sistemas informáticos, tanto a nível de software como a nível de
hardware, tornando-os mais rápidos, com maior capacidade de cálculo, mais user friendly, com maior capacidade de armazenamento e mais baratos, foi possível a
resolução de problemas matemáticos complexos permitindo maior agilidade na obtenção de resultados técnicos e económicos.
Desde a década de 60, diversas publicações apresentam diferentes métodos com vista a melhorar o planeamento das redes de distribuição de energia elétrica, estes métodos podem ser:
• Métodos de avaliação de cenários.
• Métodos que utilizam o resultado do trânsito de potência. • Métodos que utilizam técnicas de programação linear. • Métodos que utilizam a teoria dos grafos.
• Métodos que utilizam técnicas de otimização.
Os métodos de avaliação de cenários [3], [4], [5] têm como ponto de partida a elaboração de redes variantes que, obrigatoriamente, têm de satisfazer todos os requisitos técnicos, posteriormente, essas redes variantes são avaliadas economicamente. A escolha recai pela variante mais económica. Os métodos que utilizam o resultado do trânsito de potência [6], [7], [8] baseiam-se na rede inicial e de seguida inicia-se o processo cíclico de remoção dos elementos da rede considerados não essenciais, em cada ciclo é corrido um trânsito de potência, o processo termina quando a remoção de um elemento da rede traduz-se na violação de uma restrição técnica ou não se garante a alimentação de todas as cargas. Nos métodos que utilizam técnicas de programação linear [9], [10], [11], [12], [13] pretende-se elaborar um modelo matemático da rede. O planeamento é efetuado tendo como objetivo a minimização dos custos de investimento e a minimização das perdas, as perdas são uma função quadrática da potência que circula nos elementos da rede [14]. O facto de as perdas serem uma função quadrática da corrente torna o problema mais complexo; para tornar o tratamento do problema mais simples existem diversas
formas de linearizar a expressão das perdas. É consensual a consideração de que este modelo matemático é Mixed-Integer. Uma outra forma de abordar o problema é a combinação de técnicas de otimização lineares com critérios heurísticos [15], [16], [17], [18], [19]. No entanto, existem autores [20], [21], [22], [23], [24], [25] que defendem a técnica de Branch-and-Bound que é a que tem maior aceitação para a resolução deste problema. Um caso especial dos modelos que utilizam a programação linear são os métodos que utilizam a teoria dos grafos [26], [27], o objetivo final da otimização é o mesmo mas a rede é apresentada como um grafo orientado composto pelos diversos vértices (objetos) e pelas arestas (pares ordenados vértices). Esta teoria dos grafos é utilizada para a resolução do modelo matemático. Nos métodos que utilizam técnicas de otimização [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], os modelos matemáticos traduzem as relações não lineares entre os custos, capacidades e a expressão exata das perdas de Joule, estes métodos requerem técnicas específicas que sejam adequadas ao modelo.
Dada a importância crescente do tema, mais recentemente, diversas publicações apresentam novos métodos para auxiliar na resolução do problema do planeamento das redes de distribuição de energia elétrica em MT. Khator et al. [35] apresentam uma nova classificação para os métodos, ou seja, eles são divididos em dois grandes grupos: eletrotécnicos, se as características da rede são utilizadas para a procura da melhor solução, e naturais, se condições semelhantes aos princípios que existem na natureza são utilizados para efetuar a procura da solução. Por sua vez, os métodos eletrotécnicos dividem-se em 3 sub-grupos: métodos de construção, quando o princípio é atingir a rede mais económica construindo a rede com menor número de elementos de forma a garantir os custos mínimos e o cumprimento de todas as restrições técnicas e de carga; métodos de destruição, aqui a metodologia de construção é contrária ao anterior, ou seja, parte-se da rede com todos os seu elementos (completa) e o processo de cálculo vai “retirando” os componentes dispensáveis, o processo para quando não é possível efetuar mais reduções atendendo ao respeito pelas restrições técnicas e de carga; o último subgrupo pertence aos métodos de permutação cuja aplicação é mais na reconfiguração de redes do que no planeamento de redes, estes métodos têm por base uma rede que cumpre com todos os requisitos técnicos e de carga, nessa rede e posteriormente, serão efetuadas permutas e mudanças dos seus elementos que provocam alterações nos caminhos do fluxo de potência; os custos são avaliados até se encontrar o elemento mais económico.
Os métodos naturais englobam diversas técnicas, tais como: Genetic Algorithms [36], [37], [38], [39], Neural Networks [40], [41], [42] e técnicas meta-heurísticas, das quais se destacam: Evolutionary Computation [43], [44], [45], Ant-colony System [46], [47], Tabu Search [48], [49], [50], [51], Simulated Annealing [52], [53], [54], Branch
Exchange [55], [56], [57], [58], [59], Fuzzy Logic [60], [61].