Otimização da operação de sistemas de energia elétrica através do controle da topologia da rede de transmissão

Abstract

O presente trabalho considera a análise teórica e a implementação computacional de uma meta-heurística busca tabu especializada para encontrar a topologia ótima de um sistema de transmissão com a finalidade de otimizar o custo de operação horária de um sistema elétrico. A minimização dos custos de operação pode ser encontrada mudando a topologia da rede de transmissão.Na literatura especializada, a estratégia mais conhecida é mudar a topologia do sistema de transmissão desligando algumas linhas do sistema de transmissão. Neste trabalho de pesquisa, a proposta consiste em mudar a topologia do sistema de transmissão realizando desmembramento de barras. Na pesquisa desenvolvida, é provada que a estratégia sugerida é uma generalização da proposta de desligar linhas de transmissão, isto é, a mudança topológica é maior e o desligamento de linhas de transmissão é apenas um subconjunto da proposta de desmembramento de barras. Essa proposta não é nova, já que foi usada no passado para otimizar algum aspecto da operação de um sistema de transmissão, mas nunca foi usada para melhorar os custos de operação do sistema elétrico. Essa formulação deve ser resolvida usando um algoritmo de busca tabu especializado. São apresentados testes para verificar o desempenho da proposta usando os dados do sistema sul brasileiro.

The present work considers the theoretical analysis and the computational implementation of a specialized tabu search metaheuristic to find the optimal topology of a transmission system in order to optimize the hourly operating cost of an electrical system. Minimizing operating costs can be performed by changing the topology of the transmission network. In the specialized literature, the best-known strategy is to change the topology of the transmission system by switching some lines of the transmission system. In this research work, the proposal consists of changing the topology of the transmission system by dismembering buses. In the developed research, it is proved that the suggested strategy is a generalization of the proposal of switching transmission lines, that is, the topological change is greater and the switch of transmission lines is just a subset of the proposal of dismembering buses. This proposal is not new, as it has been used in the past to optimize the operation of a transmission system, but it was never used to improve the operating costs of the electrical system. This formulation must be solved using a specialized tabu search algorithm. Tests are presented to verify the performance of the proposal using data from the Southern Brazilian System.