Alocação ótima de chaves telecomandadas em redes de distribuição com multi-objetivo via algoritmos genéticos de Pareto

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.O presente trabalho tem como objetivo a elaboração de uma metodologia para a alocação ótima de chaves de manobras telecomandadas, em alimentadores do sistema de distribuição, com e sem geração distribuída, com múltiplos objetivos sendo avaliados, visando a melhoria dos índices de continuidade coletivos e dos consumidores especiais. Inicialmente é feita uma redução no número de nós dos alimentadores, sendo mantidas suas características, visando a melhoria do desempenho do cálculo dos índices de continuidade e o fluxo de carga. Os dados das taxas de falhas e tempos de reparos dos trechos dos alimentadores, utilizados para calcular os índices de continuidade, são adquiridos via histórico de falhas do sistema de distribuição em estudo. Através da construção de uma matriz de alcance, juntamente com os tempos de reparos, as taxas de falhas, o número de consumidores e a carga, é possível verificar a influência dos equipamentos de proteção e manobras dentro do alimentador, e por conseqüência nos índices de continuidade. Este procedimento é realizado por meio da matriz lógico estrutural. Para cada chave de interligação entre alimentadores (chaves com posição normalmente aberta) é verificado, no esquema de operação em anel aberto, quais nós podem ser socorridos pelo alimentador que faz o socorro, através da alocação de uma chave telecomandada normalmente fechada, não violando os limites de corrente e tensão estabelecidos. Estes são os chamados pontos candidatos à transferência de carga. Esta avaliação também é feita caso uma geração distribuída possa operar ilhada ou com a possibilidade de operar em paralelo com o alimentador de socorro. O método de fluxo de carga utilizado é o método de soma de potências modificado, utilizado também quando da existência de geração distribuída no sistema de distribuição. Por fim, busca-se a otimização das posições das chaves telecomandadas normalmente abertas via um algoritmo genético muti-objetivos de Pareto, objetivando a melhoria dos índices de continuidade coletivos e individuais dos consumidores especiais, sendo validado por busca heurística exploratóriaThe present dissertation aims to develop a methodology for optimal allocation of telecontrolled switches in the distribution system feeders, with or without distribution generation, with multiple objectives being assessed, in order to improve collective and special consumers continuity index. It begins with a reduction of number of nodes in the feeders, keeping their characteristics, to improve the calculation of the reliability indexes and load flow. The data of the failure rates and repair times of the branches of feeders, which are used to calculate the reliability index, are acquired through building historical data of failures of the distribution system in study. By making a range matrix, along with the repair times, failure rates, the number of consumers and the load, it is possible to verify the influence of protective and switching equipment within the feeder, on the indices of continuity with a logical structural matrix. For each tie between feeders (switch with normally open position) in the scheme of operation in open loop, is checked which nodes can be rescued by a rescuing feeder, by allocating a remotely controlled normally closed switch, without violating voltage and current limits. These points are the candidates for load transfer. This assessment can also be made if the distributed generation is to operate islanded or with the ability to operate in parallel with the interconnecting feeder. The load flow method used is a modified sum of powers, also used when distributed generation is present in distribution system. In order to solve the optimization of the positions of normally open telecontrolled switches, a Pareto multi-objective genetic algorithm is used, with the objective of improve reliability of a set of consumers and individual priority consumers, being validated by heuristic search exploratio