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Type: Tese
Title: Heurística construtiva em dois níveis visando a determinação das decisões de investimento no planejamento da expansão de sistemas de transmissão
Author: Oliveira, Ezequiel da Silva
First Advisor: Silva Junior, Ivo Chaves da
Co-Advisor: Oliveira, Leonardo Willer de
Referee Member: Pavani, Ahda Pionkoski Grilo
Referee Member: Peres, Wesley
Referee Member: Dias, Bruno Henriques
Referee Member: Passos Filho, João Alberto
Resumo: O planejamento da expansão de sistemas de transmissão de energia elétrica consiste na determinação de reforços a serem construídos, dentro de um conjunto pré-definido de reforços candidatos à expansão, a fim de suprir a demanda de um sistema de potência, de forma a minimizar os custos de investimento e de operação em um horizonte de planejamento. Este problema de otimização é de difícil resolução por apresentar algumas particularidades: (i) várias soluções possíveis, o que leva grande parte dos algoritmos a convergirem para soluções ótimas locais; (ii) natureza inteira-mista e combinatória das opções de investimento; (iii) grande porte dos sistemas de transmissão, referindo-se à sistemas reais; e (iv) existência de sistemas elétricos não conexos. Estas particularidades referem-se às principais dificuldades no desenvolvimento de algoritmos eficientes. A elaboração de algoritmos/técnicas capazes de conciliar a obtenção de soluções de qualidade, independente do tamanho do sistema, e baixo esforço computacional é um campo atrativo de pesquisa e desenvolvimento. Sendo assim, na presente pesquisa é proposto um novo algoritmo heurístico construtivo. Essa nova técnica, além de manter todas as vantagens inerentes a essa classe de algoritmos, difere das heurísticas construtivas existentes na literatura por: (i) Apresentar dois estágios de busca, sendo estes proporcionados pela representação adotada (função tangente hiperbólica e variações de sua inclinação) para as variáveis de decisão. A estratégia de busca em dois estágios possibilita uma melhor exploração da região de solução e, consequentemente, uma maior assertividade na solução final obtida; (ii) Utilizar um indicador de desempenho inédito para especificar as expansões a serem realizadas no sistema de transmissão de energia elétrica. Analisando os resultados encontrados percebe-se que a estratégia heurística proposta traz uma interessante contribuição para área, uma vez que a mesma conseguiu, para os sistemas analisados, atender dois requisitos importantes e perseguidos por grande parte das metodologias empregadas na resolução do problema aqui abordado que são o baixo esforço computacional e a qualidade das soluções finais obtidas.
Abstract: The transmission network expansion planning of electric energy consists of determining the reinforcements to be built, within a pre-defined set of reinforcements that are candidates for expansion, for supply the demand for a power system, in order to minimize investment and operating costs in a planning horizon. This optimization problem is difficult to solve because it presents some particularities: (i) several possible solutions, which leads most of the algorithms to converge to local optimal solutions; (ii) mixed-integer and combinatorial nature of investment options; (iii) large size of transmission systems, referring to real systems; and (iv) existence of non-connected electrical systems. These particularities refer to the main difficulties in the development of efficient algorithms. The development of algorithms/techniques capable of reconciling the achievement of quality solutions, regardless of the size of the system, and low computational effort is an attractive field of research and development. Therefore, in this research, a new constructive heuristic algorithm is proposed. This new technique, besides maintaining all the advantages inherent to this class of algorithms, differs from the constructive heuristics in the literature by: (i) presenting two-stage of search, these being provided by the adopted representation (hyperbolic tangent function and variations of slope) for decision variables. The two-stage search strategy allows for a better exploration of the solution region and, consequently, greater assertiveness in the last gotten solution; (ii) Use an unprecedented performance indicator to specify the expansions to be carried out in the electricity transmission system. Analyzing the results found, the proposed heuristic strategy brings an interesting contribution to the area, since it has managed, for the analyzed systems, to meet two important requirements and pursued by most of the methodologies used in solving the problem addressed here that are the low computational effort and the quality of the final gotten solutions.
Keywords: Planejamento da expansão de sistemas de transmissão
Heurística construtiva
Função hiperbólica
Transmission network expansion planning
Constructive heuristic
Hyperbolic function
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12485
Issue Date: 18-Dec-2020
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses)



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