Implementando o modelo de distribuição de energia através do uso de redes complexas

Abstract

As Redes Complexas podem descrever vários tipos de sistemas importantes através da representação dos grafos. Com o aumento da capacidade de processamento e armazenamento dos computadores, tornou-se possível o acesso e a análise de várias bases de dados de diversas áreas, o que permitiu a comparação de redes do mundo real com os modelos de redes já existentes. Essas redes complexas apresentam propriedades que são úteis nas análises dos mais diversos aspectos das redes e com os mais variados propósitos. O presente trabalho tem por objetivo investigar as propriedades estruturais e de funcionamento das redes de distribuição de energia, considerando suas diferentes topologias, a fim de definir um modelo através do uso de Redes Complexas com o propósito de analisar o comportamento da rede, considerando, características de desempenho, resiliência e identificação de falhas. Nesta tese foi utilizada uma rede padrão chamada de Rede Modelo de distribuição de energia elétrica a qual foi modelada e simulada para servir de referência para comparar as métricas da Rede de Distribuição da cidade de Ilha Solteira. Nestes modelos analisados, os transformadores referem-se aos vértices da rede enquanto que as ligações entre eles representam as arestas do grafo. Um fato importante na utilização dos modelos é a possibilidade de estudar e detectar qualquer característica dos relacionamentos e assim direcionar recursos para uma proposta. Os alimentadores analisados em questão comparados a rede padrão apresentada, tiveram um desempenho bom no que diz respeito a sua aplicação que puderam ser demonstrados através de suas propriedades ou métricas. O modelo adotado forneceu a característica real das redes analisadas. Pode-se perceber que conforme as redes aumentam o tamanho, o número de vértices se torna de baixo grau, o que possibilita o crescimento desta rede. Os estudos desenvolvidos nesta tese se tornam muito relevantes porque a análise da rede complexa permite a operadores e engenheiros praticidade na operação e gerência da rede, bem como, planejamento e otimização no uso de seus recursos.

Complex Networks can describe several types of important systems through the representation of graphs. With the increase in the processing and storage capacity of the computers, it became possible to access and analyze several databases from different areas, which allowed the comparison of real-world networks with existing network models. These complex networks present properties that are useful in the analysis of the most diverse aspects of the networks and for the most varied purposes. The objective of this work is to investigate the structural and operational properties of the energy distribution networks, considering their different topologies, in order to define a model through the use of Complex Networks with the purpose of analyzing the network behavior, considering characteristics Performance, resiliency, and fault identification. In this thesis was used a standard network called Model Electric Distribution Network which was modeled and simulated to serve as reference to compare the metrics of the Distribution Network of the city of Ilha Solteira. In these analyzed models, the transformers refer to the vertices of the network while the connections between them represent the edges of the graph. An important fact in the use of models is the possibility of studying and detecting any characteristic of relationships and thus directing resources to a proposal. The analyzed feeders in question compared to the standard network presented, had a good performance with respect to their application that could be demonstrated through their properties or metrics. The adopted model provided the real characteristic of the analyzed networks. It can be noticed that as the networks increase in size, the number of vertices becomes low-grade, which allows the growth of this network. The studies developed in this thesis become very relevant because the analysis of the complex network allows to the operators and engineers practicality in the operation and management of the network, as well as, planning and optimization in the use of its resources.