Uma Abordagem Evolutiva Multi-Objectivo para o Problema de Compensação de Energia Reactiva em Redes de Distribuição de Energia Eléctrica

Palavras-chave: Redes de distribuição de energia eléctrica,Energia eléctrica -- compensação,Condensadores

O funcionamento da rede de distribuição de energia eléctrica obedece a padrões de qualidade de serviço que implicam um planeamento dos equipamentos que a constituem capaz de atingir esses padrões considerando em simultâneo os custos associados às medidas a aplicar. A circulação de energia reactiva na rede é um dos problemas que pode ter um impacto directo quer na qualidade de serviço, quer nos custos de exploração da rede. Uma das opções para resolver este problema por parte das operadoras da rede de distribuição consiste na instalação de equipamentos que fornecem localmente a energia reactiva solicitada pelos consumidores. No entanto, os custos associados à colocação e manutenção destes equipamentos tornam necessário determinar os locais mais adequados para a satisfação dos vários eixos de avaliação do mérito das soluções, quer os que se prendem com a qualidade de serviço e melhor funcionamento da rede, quer os que estão directamente ligados à redução de custos de exploração. Este problema de planeamento tem sido alvo de interesse por parte de operadoras e investigadores desde meados do século XX. Em numerosas referências em revistas técnicocientíficas são propostos modelos, mais ou menos aproximados da realidade, e abordagens algorítmicas que vão desde os métodos de programação matemática clássica até às metaheurísticas, cuja utilização é sobretudo motivada pelas características combinatórias do problema. A existência de novas abordagens metodológicas, capazes de obter soluções de boa qualidade com um esforço computacional aceitável, permite actualmente aproximar as ferramentas de apoio à decisão da realidade do funcionamento da rede, incluindo a consideração explícita de múltiplos aspectos de avaliação. Nesta tese descreve-se o desenvolvimento de um modelo de programação multiobjectivo para o problema da localização e dimensionamento de condensadores para a compensação do factor de potência em redes de distribuição considerando aspectos técnicos, económicos e de qualidade de serviço. As abordagens metodológicas implementadas permitem a caracterização da fronteira não dominada, com o cálculo de soluções diversas e bem distribuídas. Desta forma, os resultados apresentados permitem avaliar os compromissos a estabelecer entre as funções objectivo em diferentes regiões do espaço de pesquisa. Os resultados descritos nesta tese foram obtidos recorrendo à implementação computacional de diversas abordagens metodológicas baseadas em meta-heurísticas, em particular algoritmos evolucionários. Fez-se um estudo comparativo entre elas e introduziram-se algumas modificações numa destas abordagens, as quais permitiram uma melhor adaptação ao problema e conduziram os resultados a valores substancialmente melhores aos conseguidos com a abordagem original. São ainda apresentados resultados ilustrativos relativos a uma rede cujos dados foram retirados da bibliografia, frequentemente usada para estudos comparativos, e resultados obtidos com uma rede de distribuição real.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias