Publicação: Análise comparativa de modelos relaxados no planejamento da expansão do sistema de transmissão
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Data
Autores
Orientador
Lázaro, Rubén Augusto Romero 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Ilha Solteira - FEIS - Engenharia Elétrica
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O objetivo do planejamento da expansão de sistemas de transmissão visa atingir o plano ótimo. Isso implica em determinar quando, onde e quais tipos de equipamentos devem ser instalados ao longo de um determinado período com o objetivo de minimizar os custos, garantindo que o sistema atenda às demandas da rede de energia elétrica e opere com segurança. Dado o grande número de variáveis envolvidas nesse problema e as múltiplas combinações de opções de investimento, vários modelos matemáticos foram propostos. Esses modelos variam de acordo com as restrições aplicadas, ou seja, alguns modelos menos restritivos fornecem resultados mais rapidamente, exigindo menos tempo de processamento computacional. No entanto, esses modelos raramente alcançam a solução ideal do problema e não oferecem informações sobre a qualidade da solução obtida. Contudo, a utilização de modelos mais robustos demandam de um grande esforço computacional para retornar uma solução ótima. Nesse estudo, o alvo principal é encontrar as soluções ótimas do Sistema Norte-Nordeste Brasileiro, Plano P1 (2002) e Plano P2 (2008). Para abordar esse problema, os modelos foram implementados usando a linguagem AMPL e resolvidos com o auxílio do solver CPLEX. Os sistemas testes analisados incluíram o Sistema de 6 Barras de Garver, o Sistema IEEE de 24 Barras, o Sistema Sul Brasileiro de 46 Barras, o Sistema Colombiano de 93 Barras e o Sistema Norte-Nordeste Brasileiro de 87 Barras (Planos P1 e P2). Com o objetivo de buscar uma solução ideal, foi proposta uma estratégia que reduz o espaço de busca. Essa estratégia envolve a implementação das soluções geradas pelos modelos menos restritivos e a utilização delas como restrições em modelos mais robustos através da definição de limitantes inferiores e superiores no problema, além de propor uma diminuição do número máximo de linhas candidatas a adição por cada caminho. Através da aplicação dessa estratégia de redução do espaço de busca, foi possível encontrar a solução ótima para o Plano P1 utilizando-se o solver CPLEX para o modelo linear disjuntivo (modelo DC).
Resumo (inglês)
The objective of transmission system expansion planning is to achieve the optimal plan. This involves determining when, where, and what types of equipment should be installed over a certain period to minimize costs while ensuring that the system meets the demands of the electrical energy network and operates safely. Given the large number of variables involved in this problem and the numerous combinations of investment options, various mathematical models have been proposed. These models vary according to the applied constraints, meaning that some less restrictive models provide results more quickly, requiring less computational processing time. However, these models rarely reach the ideal solution of the problem and do not provide information about the quality of the obtained solution. On the other hand, the use of more robust models demands significant computational effort to return an optimal solution. In this study, the main goal is to find the optimal solutions for the Brazilian North-Northeast System, Plan P1 (2002), and Plan P2 (2008). To address this problem, the models were implemented using the AMPL language and solved with the assistance of the CPLEX solver. The analyzed mathematical models included the 6-Bus Garver System, the 24-Bus IEEE System, the 46-Bus Southern Brazilian System, the 93-Bus Colombian System, and the 87-Bus North-Northeast Brazilian System (P1 and P2 plans). In order to seek an ideal solution, a strategy was proposed to reduce the search space. This strategy involves implementing solutions generated by less restrictive models and using them as constraints in more robust models by defining lower and upper bounds in the problem. It also proposes a reduction in the maximum number of candidate rows to be added for each path. Through the application of this search space reduction strategy, it was possible to find the optimal solution for Plan P1 using the CPLEX solver for the disjunctive linear model (DC model).
Descrição
Palavras-chave
Modelo híbrido linear, Programação não linear, Programação linear, Planejamento da expansão de sistemas de transmissão, Otimização de sistemas elétricos
Idioma
Português
Como citar
SCHIAVINATO, Marcos Daniel. Análise comparativa de modelos relaxados no planejamento da expansão de sistemas de transmissão. Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro. 2024 72 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Engenharia, Ilha Solteira, 2024
