Otimização multiobjetivo para planejamento da manutenção preventiva da vegetação sob redes aéreas de distribuição de energia elétrica - Jaramillo León, Brian Daniel [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019)
A causa mais comum de interrupções no fornecimento de energia elétrica em redes de distribuição, vem de uma combinação da interferência da vegetação com condições climáticas adversas. O alto custo dos cronogramas de manutenção preventiva da vegetação incentiva as concessionárias a procurar maneiras mais eficientes de gerenciar a vegetação sob redes de distribuição. Neste trabalho, o planejamento da manutenção preventiva da vegetação é formulado como um problema de otimização combinatória multiobjetivo, que determina os cronogramas mais adequados de poda de árvores nas seções dos alimentadores de distribuição. A formulação proposta considera duas funções objetivo conflitantes: uma é o custo social representado pelo custo de interrupção do consumidor; e a outra é o custo da concessionária através dos custos de manutenção da vegetação, além das restrições preestabelecidas de disponibilidade dos recursos humanos, confiabilidade do sistema e zonas prioritárias. São apresentados dois casos diferentes de aplicação, nos quais a formulação do problema de otimização proposto pode ser empregado. No primeiro caso, mostra-se uma metodologia para obter as taxas de falhas devido à vegetação nas seções, mediante o uso de um índice de confiabilidade e um modelo de crescimento da vegetação. No segundo caso de aplicação, são utilizados multiplicadores de taxas de falha para quantificar o impacto da manutenção na confiabilidade do sistema. A técnica de solução do problema de otimização proposto é o algoritmo genético elitista de ordenação por não dominância II (NSGA-II). São apresentados e discutidos os resultados da aplicação do algoritmo para o planejamento da manutenção da vegetação em um sistema de distribuição real composto de 11 alimentadores.

The most common cause of interruptions in the supply of electricity in distribution networks, comes from a combination of vegetation interference with adverse weather conditions. The high cost of preventive vegetation maintenance schedules encourages utilities to look for more efficient ways to manage vegetation under distribution networks. In this work, the vegetation maintenance planning is formulated as a combinatorial multiobjective optimization problem that determines the most appropiate tree trimming schedules in the distribution feeder sections. The proposed formulation considers two conflicting objective functions: one is the social cost represented by the customer interruption cost; and the other is the utility costs through the vegetation maintenance cost, in addition to pre-established restrictions of human resources availability, system reliability and priority zones. Two different application cases are presented, in which the formulation of the proposed optimization problem can be used. In the first case, is presented a methodology to obtain the vegetation failure rate in the feeder sections, using a reliability index and a vegetation growth model. In the second application case, failure rate multipliers are used to quantify the impact of maintenance on system reliability. The solution technique of the proposed optimization problem is the elitist nondominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II). The results of the application of the vegetation maintenance planning algorithm in a real-world distribution system composed of 11 feeders are presented and discussed.
Multi-objective optimization for preventive vegetation maintenance planning under overhead electric power distribution networks
Keywords: Manutenção preventiva; Planejamento da manutenção; Custo de interrupção; Poda de árvores; Otimização combinatória; NSGA-II; Preventive maintenance; Maintenance planning; Interruption cost; Tree trimming; Combinatorial optimization