Estratégia de redução do espaço de busca aplicada na reconfiguração ótima de sistemas de distribuição radiais

Abstract

O presente trabalho propõe o desenvolvimento de uma estratégia heurística para resolução do problema de reconfiguração ótima de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais de forma eficiente. Como o número de topologias radiais para este problema é elevado e aumenta em função do porte da rede, o método apresentado reduz a quantidade de soluções do problema, fixando alguns ramos do sistema elétrico até que a quantidade de topologias radiais que podem ser obtidas seja razoável, resolvendo então um número controlável de fluxos de potência. Na primeira etapa, é resolvido um fluxo de potência considerando todos os ramos do sistema conectados, para identificar aqueles de maior fluxo de potência aparente. Em seguida, é aplicado um algoritmo para incorporar à rede os k_1 ramos de maior valor de fluxo, que não formem laços, que serão considerados fixos na próxima etapa. Por fim, determina-se apenas a parcela das topologias radiais com os k_1 ramos conectados e fixos, onde é resolvido um fluxo de potência radial para cada uma e encontra-se aquela que apresenta as menores perdas de potência ativa. O valor de k_1 pode ser escolhido de acordo com a quantidade de fluxos de potência para redes radiais que se deseja executar. Na literatura especializada, essa estratégia é chamada de redução do espaço de busca, sendo classificada como heurística porque não garante que o ótimo global seja encontrado, já que durante a redução do espaço de busca, a topologia ótima pode ser eliminada. O algoritmo foi testado com os sistemas de 33 e 84 nós.

This work proposes the development of a heuristic strategy that aims to solve the problem of reconfiguration of electrical power distribution systems in an efficient way. As the number of radial configurations is very high and increases according to the size of network, the method reduces the number of solutions of the problem by fixing certain system’s branches until a reduced configuration is found, so that the number of radial topologies that can be obtained is acceptable and the number of power flows for radial networks to be solved is reasonable. In the first step, one power flow for weakly meshed distribution networks is solved in order to find the branches with the higher values of apparent power flow. Then, an algorithm is used to find a radial topology considering the k_1 branches of higher apparent power flow values always connected, without forming loops. The value of k_1 can be chosen according to the range of power flows for radial networks that is intended to be solved. This method is called search space reduction, being a heuristic strategy because it does not guarantee that optimal configuration will be found, since that one can be eliminated during the search space reduction stage. The strategy was tested with the 33-node and 84-node systems.