Meta - heurística aplicada ao sequenciamento de manobra de chaves na reconfiguração de sistemas de distribuição

Abstract

O objetivo deste projeto de pesquisa é realizar uma análise teórica e uma implementação computacional de um algoritmo baseado na meta-heurística Busca Tabu do problema de sequenciamento ótimo de chaves no problema de reconfiguração de um sistema de distribuição que opera em configuração radial. Nesse contexto, o problema envolve determinar a sequência mais eficiente de manobras nas chaves para transitar da configuração de operação atual para a configuração ideal. O problema da reconfiguração é implementado em dois passos claramente diferenciados, isto é, o problema de identificar as chaves que devem ser manobradas para encontrar a topologia radial ótima de operação e o problema de encontrar a sequência em que essas chaves devem ser manobradas para passar da topologia radial de operação corrente para a topologia radial ótima. Este trabalho aborda a segunda tarefa e, portanto, assume que já é conhecida a topologia radial ótima. Essa sequência de manobras deve garantir uma operação adequada após cada etapa e, ao mesmo tempo, minimizar a quantidade de energia elétrica não suprida durante todo o processo de manobra. Parte integrante deste projeto é também a implementação de um algoritmo especializado para calcular o fluxo de carga em sistemas de distribuição radial. Esse algoritmo é essencial para avaliar a operação adequada, em termos de limites de corrente e de tensão, de cada topologia intermediária no processo de manobra de chaves para cada proposta de solução fornecida pelo algoritmo de busca tabu. O algoritmo foi desenvolvido no MATLAB e testado em um sistema de 33 e 84 barras.

The objective of this research project is to conduct a theoretical analysis and computational implementation of an algorithm based on the Tabu Search metaheuristic for the optimal sequencing of switches in the reconfiguration problem of a distribution system operating in a radial configuration. In this context, the problem involves determining the most efficient sequence of switch operations to transition from the current operating configuration to the ideal configuration. The reconfiguration problem is implemented in two clearly differentiated steps: identifying the switches that need to be operated to find the optimal radial operating topology and determining the sequence in which these switches should be operated to transition from the current radial operating topology to the optimal radial topology. This work addresses the second task and, therefore, assumes that the optimal radial topology is already known. This sequence of operations must ensure proper operation after each step and, at the same time, minimize the amount of unsupplied electrical energy during the entire switching process. An integral part of this project is also the implementation of a specialized algorithm to calculate the load flow in radial distribution systems. This algorithm is essential to evaluate the proper operation, in terms of current and voltage limits, of each intermediate topology in the switch operation process for each solution proposal provided by the Tabu Search algorithm. The algorithm was developed in MATLAB and tested on a 33-bus and 84-bus system.