XXXI Congresso de Iniciação Científica
Otimização da Expansão de Longo Prazo de Sistema de Transmissão Através de uma Meta- Heurística de Busca em Vizinhança Variável
Gabriel Marinho de Freitas, Ruben Romero, Leonardo H. Macedo, Campus de Ilha Solteira, FEIS- UNESP, Engenharia Elétrica, marinho.gabriel@hotmail.com, bolsa PIBIC Ações Afirmativas
Palavras Chave: Otimização, Meta-heuristica VNS, programação linear
Introdução
O problema de planejamento da expansão do longo prazo de sistemas de transmissão de energia elétrica, PEST, apresenta grande complexidade para ser solucionado através de técnicas tradicionais de otimização em vista de apresentar muitos ótimos locais, e desta forma, necessita um algoritmo adequado para a obtenção de soluções de alta qualidade.
Um algoritmo de busca em vizinhança variável é uma meta-heurística eficiente que pode ser implementado para resolver problemas complexos como o problema de otimização de sistemas de transmissão. Dessa forma, neste trabalho, é desenvolvido uma meta-heurística desse tipo para resolver o problema de planejamento da expansão de sistemas de energia elétrica.
Objetivo
Este trabalho tem por finalidade projetar e implementar computacionalmente um algoritmo da família VNS, chamado de VND, para otimizar o problema PEST usando modelo DC. A implementação desse tipo de algoritmo precisa de um modulo de programação linear para avaliar a qualidade das propostas de solução fornecida pela meta-heurística VNS e, portanto, deve ser usado internamente pela meta-heurística VNS. Esse módulo de programação também deve ser implementado.
Material e Métodos
O algoritmo VND desenvolvido apresenta duas estruturas de vizinhança essas vizinhanças são utilizadas de acordo com a lógica de funcionamento dos algoritmos de tipo VND. Para a implementação computacional, utilizou-se do software AMPL e o ambiente de programação em MATLAB. Para resolver os problemas de programação foi usado o software CPLEX. Para verificar o desempenho do algoritmo VND desenvolvido foram usados dados de dois sistemas elétricos muito conhecidos, isto é, um sistema de 6 barras e 15 caminhos para adição de linhas de transmissão e um sistema IEEE de 24 barras e 41 caminhos para adição de linhas de transmissão. Os testes mostram a consistência da proposta implementada.
Resultados e Discussão
Com o algoritmo VNS programado, foi possível verificar em quais caminhos houve a adição de circuitos e o valor total de investimento necessário para operação eficiente dos sistemas elétricos.
Ao realizar testes no sistema de Garver de 6 barras e 15 circuitos, obteve-se um valor de investimento no total de 130,00 u.m. e verificou-se a adição de um total de 5 circuitos, sendo localizados nos caminhos 2-3 (1 circuito adicionado), 2-6 (1 circuito adicionado, 3-5 (1 circuito adicionado) e 4-6 (2 circuitos adicionados).
Ao utilizar o mesmo algoritmo no sistema IEEE de 24 barras, obteve-se um investimento de 248 milhões de dólares e houve a adição de um total de 6 circuitos, sendo localizados nos caminhos 2-6 ( 2 circuitos adicionados), 7-8 ( 2 circuitos adicionados), 9-12 (1 circuito adicionado) e 11-13 (1 circuito adicionado).
Conclusões
Este trabalho apresentou um algoritmo VNS especializado para resolver o problema de planejamento de expansão de longo prazo de sistemas de expansão de energia elétrica. Para ambos os sistemas utilizados neste trabalho foi encontrada uma boa solução.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq- PIBIC pelo apoio financeiro
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1 Romero, R,; Monticelli, A.; Garcia, A.; Haffner, S. Test systems and mathematical models for transmission network expansion planning. IEE Proc. Transmission, Generation and Distribution, 2202, 149, 1, pp 27-36.
2 Macedo, L. Reconfiguração de sistemas de distribuição operando em vários níveis de demanda através de uma meta-heurística de busca em vizinhança variável. Dissertação de mestrado, UNESP, 2015.
3 Hansen, P., Mladenovic, N. Variable neighborhood search: Principles and applications. European Journal of Operational Research, 2001, 130, pp 449-467.
4 Hansen, P., Mladenovic, N. A tutorial on variable neighborhood search.
Les Cahiers du GERAD, Montreal, 2003, 46, 6, pp 1-23.
