Alocação ótima de bancos de capacitores em sistemas de distribuição usando o algoritmo genético de chaves aleatórias viciadas
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Data
2022-01-14
Autores
Yamamoto, Rafael Yuki de Souza
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Este trabalho apresenta um algoritmo genético de chaves aleatórias viciadas aplicado ao problema de alocação ótima de bancos de capacitores em sistemas de distribuição de energia elétrica radiais. Pretende-se minimizar os custos de investimento e de operação do sistema de distribuição considerando vários níveis de demanda e um horizonte de operação anual. O algoritmo proposto deve então fornecer como solução o número de bancos de capacitores instalados em cada nó do sistema elétrico. Para a avaliação da qualidade de uma proposta de solução foi utilizado um algoritmo especializado de fluxo de carga para redes radiais e um algoritmo especializado que calcula os custos de operação da rede, relacionados com as perdas elétricas durante o horizonte de tempo considerado, e também identifica se a proposta de solução é factível ou não, levando-se em conta os limites físicos e operacionais do sistema. Testes foram realizados utilizando-se os sistemas de 34 e 136 nós, conhecidos na literatura especializada. Os resultados mostram que a proposta é capaz de fornecer soluções de boa qualidade para o problema com um baixo esforço computacional.
This work presents a biased random-key genetic algorithm applied to the problem of optimal allocation of capacitor banks in radial electric power distribution systems. It is intended to minimize the investment and operating costs of the distribution system considering several levels of demand and an annual operating horizon. The proposed algorithm must then provide as a solution the number of capacitor banks installed in each node of the electrical system. For the evaluation of the quality of a solution proposal, a specialized load flow algorithm for radial networks and a specialized algorithm was used, which provides the network operating costs related to the electrical losses during the time horizon considered, and also identifies if the solution proposal is feasible or not, taking into account the physical and operational limits of the system. Tests were carried out using the 34- and 136-node systems, well-known in the specialized literature. The results show that the proposal is able to provide good-quality solutions to the problem with a low computational effort.
This work presents a biased random-key genetic algorithm applied to the problem of optimal allocation of capacitor banks in radial electric power distribution systems. It is intended to minimize the investment and operating costs of the distribution system considering several levels of demand and an annual operating horizon. The proposed algorithm must then provide as a solution the number of capacitor banks installed in each node of the electrical system. For the evaluation of the quality of a solution proposal, a specialized load flow algorithm for radial networks and a specialized algorithm was used, which provides the network operating costs related to the electrical losses during the time horizon considered, and also identifies if the solution proposal is feasible or not, taking into account the physical and operational limits of the system. Tests were carried out using the 34- and 136-node systems, well-known in the specialized literature. The results show that the proposal is able to provide good-quality solutions to the problem with a low computational effort.
Descrição
Palavras-chave
Meta-heurística BRKGA, Alocação ótima de banco de capacitores., Fluxo de carga radial, Sistema de distribuição de energia elétrica, BRKGA meta-heuristic, Optimal placement of capacitor banks, Radial load flow, Electric power distribution system