Planejamento da manutenção de sistemas de distribuição com foco em custos e confiabilidade

The present master thesis aims to develop a methodology for the preventive maintenance planning problem in an electricity distribution system, focusing on the reliability and economic criteria supervised by computer equipment. To treat the discrete variables associated with the planning problem, it is proposed the bioinspired metaheuristic known as Artificial Immunological System – AIS, based on the behavior of natural immune systems. The equipment considered for the planning actions are circuit breakers, main feeders, sectionalizing switch, fuses, lateral branches, capacitors banks and distribution transformers. The failure rate and repair time parameters of each equipment mentioned are necessary to calculate cost and the continuity indexes, which are updated according to the plan used in each time interval inside a planning horizon. Different kind of consumers have been considered , including residential, commercial and industrial, representing different economic impacts imposed on each one of these profiles due to the interruption in supply. Thus, the consumers’ profiles affects the calculation of costs associated with the reliability criteria. The solution obtained by the proposed metaheuristic is subject to the limits of the continuity index, determined by the national regulatory agency. Case studies are performed to validate the efficacy of the proposed methodology, including a tutorial case and three systems well known in the technical literature.A presente dissertação de mestrado tem como objetivo desenvolver uma metodologia para o problema de planejamento da manutenção preventiva em sistema de distribuição de energia elétrica, com foco nos critérios confiabilidade e econômico, de forma assistida por ferramenta computacional. Para tratar as variáveis discretas associadas ao problema de planejamento, propõe-se a aplicação da técnica meta-heurística bioinspirada conhecida como Sistema Imunológico Artificial (SIA), baseada no comportamento de sistemas imunes naturais. Os equipamentos considerados para as ações de planejamento são disjuntores, alimentadores principais, chaves seccionadoras, fusíveis, ramais laterais, bancos de capacitores e transformadores de distribuição. Os parâmetros taxa de falha e tempo de reparo de cada equipamento citado são necessários para o cálculo de custos e índices de continuidade, que são atualizados de acordo com o plano adotado em cada intervalo dentro de um horizonte de planejamento. Diferentes tipos de consumidores são considerados, como residenciais, comerciais e industriais, representando o diferente impacto econômico imposto a cada um destes perfis devido à interrupção de fornecimento. Com isto, os perfis de unidades consumidoras influenciam no cálculo de custo associado ao critério confiabilidade. A solução obtida pela meta-heurística proposta está sujeita aos limites de índices de continuidade, estipulados pela agência de regulação nacional. Estudos de casos são realizados para validar a eficácia da metodologia proposta, incluindo um caso tutorial e três sistema bem conhecidos na literatura e na área do conhecimento