Meta-heurística busca tabu especializada para o problema de sequenciamento ótimo de manobras de chaves na reconfiguração de sistemas de distribuição
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Data
Autores
Orientador
Lázaro, Rubén Augusto Romero
Coorientador
Possagnolo, Leonardo Henrique Faria Macedo 
Pós-graduação
Engenharia Elétrica - FEIS
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O problema da reconfiguração ótima de sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em encontrar uma topologia radial que minimize as perdas técnicas do sistema, por meio da abertura e fechamento de chaves. Nesse processo, alguns circuitos permanecem energizados enquanto outros são desligados, permitindo modificar a estrutura da rede de acordo com objetivos operacionais específicos. Durante a reconfiguração, ocorre uma transição da topologia radial corrente para uma topologia radial ótima. Nesse contexto, este trabalho busca a sequência de chaveamentos ótima que minimize a ENS durante as topologias intermediárias, além de garantir que elas respeitem tanto os requisitos físicos quanto os operacionais ao longo de toda a sequência de manobras, de tal modo que promova uma maior continuidade do serviço, eficiência operacional e melhoria nos índices regulatórios. Entretanto, a solução, torna-se complexa devido à natureza combinatória do problema, pois o número de possíveis sequências de manobras cresce rapidamente com o tamanho da rede, uma vez que essas possibilidades resultam da permutação simples entre as chaves a serem operadas. Isso dificulta o uso de abordagens exatas, tornando necessária a adoção de técnicas heurísticas. Nesse contexto, o trabalho propõe uma abordagem baseada em meta-heurísticas, utilizando especificamente um algoritmo de Busca Tabu especializada para resolver o problema do sequenciamento ótimo das operações de chaveamento. A proposta assume que tanto a topologia inicial quanto a topologia radial ótima são previamente conhecidas. O objetivo, então, é encontrar a melhor sequência de manobras que realize a transição entre essas topologias, minimizando a ENS e respeitando as restrições operacionais da rede para um determinado perfil de demanda. Para avaliar a eficiência e robustez da estratégia proposta, foram realizados experimentos em quatro sistemas de distribuição distintos compostos por 14, 33, 84 e 136 barras. Os resultados mostram que o algoritmo é capaz de encontrar sequências eficientes de chaveamento, com significativa redução da ENS durante as transições topológicas. Os testes em redes maiores, 84 e 136, evidenciam ainda a existência de múltiplas soluções ótimas ou subótimas alternativas.
Resumo (inglês)
The problem of optimal reconfiguration of electrical distribution systems consists of finding a radial topology that minimizes the technical losses of the system, through the opening and closing of switches. In this process, some circuits remain energized while others are turned off, allowing the network structure to be modified according to specific operational objectives. During the reconfiguration, a transition occurs from the current radial topology to an optimal radial topology. In this context, this work seeks the optimal switching sequence that minimizes the ENS during the intermediate topologies, in addition to ensuring that they respect both the physical and operational requirements throughout the entire sequence of maneuvers, in such a way as to promote greater service continuity, operational efficiency and improvement in regulatory indices. However, the solution becomes complex due to the combinatorial nature of the problem, since the number of possible maneuver sequences grows rapidly with the size of the network, since these possibilities result from the simple permutation between the switches to be operated. This makes it difficult to use exact approaches, making it necessary to adopt heuristic techniques. In this context, the work proposes an approach based on meta-heuristics, specifically using a specialized Tabu Search algorithm to solve the problem of optimal sequencing of switching operations. The proposal assumes that both the initial topology and the optimal radial topology are previously known. The objective, then, is to find the best sequence of maneuvers that performs the transition between these topologies, minimizing the ENS and respecting the operational constraints of the network for a given demand profile. To evaluate the efficiency and robustness of the proposed strategy, experiments were carried out in four different distribution systems composed of 14, 33, 84 and 136 buses. The results show that the algorithm is capable of finding efficient switching sequences, with a significant reduction in the ENS during topological transitions. Tests in larger networks, 84 and 136, also evidence the existence of multiple alternative optimal or suboptimal solutions.
Descrição
Palavras-chave
Busca tabu, Reconfiguração ótima de sistemas de distribuição de energia elétrica, Sequenciamento ótimo de operações de chaveamento, Optimal reconfiguration of electric power distribution systems, Optimal sequencing of switching operations, Tabu search
Idioma
Português
Citação
VITORIANO, Thiago Lombarde. Meta-heurística busca tabu especializada para o problema de sequenciamento ótimo de manobras de chaves na reconfiguração de sistemas de distribuição. 2025. 75 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, 2025.
