Métodos de pontos interiores/exteriores, de restrições canalizadas progressivas e de suavização arco tangente, em problemas de despacho econômico e ambiental
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Data
2016-06-08
Autores
Santos, Mariana Rodrigues Barbosa dos [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
O problema multiobjetivo de despacho econômico e ambiental envolve a minimização de dois objetivos conflitantes: o custo de geração em uma unidade térmica e a emissão de poluentes. Quando a função objetivo custo de geração inclui os efeitos de pontos de carregamento de válvula, esta torna-se não convexa e, além disso, não diferenciável, pois termos modulares que envolvem a função seno são considerados, impossibilitando que métodos clássicos de otimização sejam diretamente empregados à resolução do problema. Neste trabalho é proposta uma nova metodologia de solução de problemas multiobjetivo que envolve o método de restrições canalizadas progressivas, o método de suavização arco tangente e o método primal-dual previsor-corretor de pontos interiores para a determinação de soluções do problema multiobjetivo de despacho econômico e ambiental. O método de restrições canalizadas progressivas transforma o problema multiobjetivo em um conjunto de subproblemas mono-objetivo, considerando a função custo de geração como função objetivo e a função custo de emissão de poluentes como restrição adicional do problema. O método de suavização arco tangente suaviza os termos modulares da função custo de geração quando são considerados os efeitos de pontos de carregamento de válvula e possibilita a utilização do método primal-dual previsor-corretor de pontos interiores à resolução dos subproblemas mono-objetivo determinados pelo método de restrições canalizadas progressivas. Para a aplicação deste método são consideradas as estratégias de pontos exteriores relacionada à função barreira logarítmica modificada e de correção de inércia, as quais permitem ao método, respectivamente, ser inicializado com pontos exteriores à região viável e determinar uma sequência de pontos que converge para mínimos locais dos subproblemas. A metodologia proposta foi implementada em MATLAB 2011a e aplicada aos problemas testes de despacho econômico e ambiental de três, seis, dez, dezenove e quarenta unidades geradoras. Os resultados obtidos demonstram o bom desempenho desta quando comparados aos resultados da literatura.
The multiobjective problem of economic and environmental order involves the minimization of two conflicting objectives: the cost of generation in a thermal unit and the emission of pollutants. When the generation cost objective function includes the effects of valve loading points, it becomes non-convex, and moreover, not differentiable, as modular terms involving the sine are considered to function, making it impossible classical optimization methods are directly employees to solving the problem. This paper proposes a new multi-objective problem-solving methodology that involves the method of progressive bounded constraints, the arctangent smoothing method and the primal-dual predictor-corrector interior point method for the determination of multi-objective solutions to the problem of economic dispatch and environmental. The method of progressive bounded constraints transforms the multi-objective problem into a set of mono-objective sub-problems, considering the role generation cost as objective function and the cost function of emissions as an additional restriction of the problem. The arctangent smoothing method smoothes modular terms of generation cost function when the valve points load effect are considered and enables the use of the primal-dual method predictor-corrector interior point the resolution of single-purpose subproblems determined by method of progressive bounded constraints. For the application of this method are considered the strategies of external points related to the modified logarithmic barrier function and inertia correction, which allow the method, respectively, be initialized with outside points to the feasible region and determine a sequence of points converging to minimum locations of sub-problems. The proposed methodology was implemented in MATLAB 2011a and applied to economic and environmental problems dispatch tests of three, six, ten, nineteen and forty generating units. The obtained results demonstrated the good performance of this compared to literature results.
The multiobjective problem of economic and environmental order involves the minimization of two conflicting objectives: the cost of generation in a thermal unit and the emission of pollutants. When the generation cost objective function includes the effects of valve loading points, it becomes non-convex, and moreover, not differentiable, as modular terms involving the sine are considered to function, making it impossible classical optimization methods are directly employees to solving the problem. This paper proposes a new multi-objective problem-solving methodology that involves the method of progressive bounded constraints, the arctangent smoothing method and the primal-dual predictor-corrector interior point method for the determination of multi-objective solutions to the problem of economic dispatch and environmental. The method of progressive bounded constraints transforms the multi-objective problem into a set of mono-objective sub-problems, considering the role generation cost as objective function and the cost function of emissions as an additional restriction of the problem. The arctangent smoothing method smoothes modular terms of generation cost function when the valve points load effect are considered and enables the use of the primal-dual method predictor-corrector interior point the resolution of single-purpose subproblems determined by method of progressive bounded constraints. For the application of this method are considered the strategies of external points related to the modified logarithmic barrier function and inertia correction, which allow the method, respectively, be initialized with outside points to the feasible region and determine a sequence of points converging to minimum locations of sub-problems. The proposed methodology was implemented in MATLAB 2011a and applied to economic and environmental problems dispatch tests of three, six, ten, nineteen and forty generating units. The obtained results demonstrated the good performance of this compared to literature results.
Descrição
Palavras-chave
Primal-dual, Pontos interiores/exteriores, Correção de inércia, Suavização arco tangente, Restrições canalizadas progressivas, Multiobjetivo, Despacho econômico/ambiental