Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-07-07T18:35:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação.pdf: 6420161 bytes, checksum: b09629f500126d4eb53c955503dd8651 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-07T18:35:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação.pdf: 6420161 bytes, checksum: b09629f500126d4eb53c955503dd8651 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / CAPES / A análise limite visa a determinação das cargas que provocará o fenômeno do colapso plástico incipiente, que se caracteriza pelo desenvolvimento de deformações indefinidamente crescentes à carregamento constante. Este trabalho trata do cálculo da carga de colapso em problemas da mecânica dos sólidos. Do ponto de vista matemático a análise limite é essencialmente um problema de otimização, que compreende o conjunto da teoria matemática e de métodos de resolução relativos ao problema de minimizar (ou maximizar) um funcional cujas variáveis são restritas a um domínio definido por uma série de igualdades e desigualdades. Serão utilizados os princípios variacionais estático, cinemático e misto. A restrição do critério de plastificação induz a um problema de otimização não linear para a análise limite. Neste trabalho no entanto, será utilizada a programação cônica de segunda ordem (SOCP). Trata-se de uma formulação nova de programação, com restrições cônicas. Sua utilização é crescente nos problemas de otimização. Atualmente há alguns programas livres e comerciais em utilização na literatura. Podemos citar o SeDuMi, um dos primeiros em uso. Há também o MOSEK, um código comercial com disponibilidade gratuita para universidades e o SDPT3, código aberto e gratuito. Neste trabalho foi utilizado o SDPT3 que demonstrou maior capacidade de resolução com malhas grandes de milhares de elementos e apresentou uma deferência menor entre as soluções primal e dual. Neste trabalho se desenvolveu um programa de elementos finitos e análise limite com otimização cônica FELA (finite element limit analysis). / Limit analysis aim at determining threshold load that causes the phenomenon of incipient plastic collapse, which is characterized by the development of indefinitely growing strains at constant load. This work deals with the calculation of collapse load in solid mechanics problems. From a mathematical point of view limit analysis is essentially an optimization problem, which comprises the mathematical theory and resolution methods for minimization (or maximization) problem of a functional whose variables are restricted to a domain defined by a series of equalities and inequalities. Static, kinematic and mixed variational principles will be used. Yielding criterion restriction induces to a nonlinear optimization problem for limit analysis. In this work however, it will be used the second order conic programming (SOCP). It is a new programming formulation with conical restrictions. Its use is growing in optimization problems. Currently there are some free and commercial programs in use in the literature. We can mention SeDuMi, one of the first in use. There is also MOSEK, a commercial code with free availability to universities and SDPT3, open and free code. In this study we used SDPT3 that showed higher resolution capability with large meshes of thousands of elements and had a lower deference between the primal and dual solutions. In this work it was developed a finite element program

Orientador: Jose Roberto Sanches Mantovani / Resumo: Neste trabalho são propostos modelos matemáticos determinístico e estocástico de programação cônica de segunda ordem em coordenadas retangulares para o problema de fluxo de potência ótimo de geração e controle de potência reativa no sistemas elétricos de potência, considerando as minimização dos custos de geração de energia, perdas ativas da rede e emissão de poluentes no meio ambiente. Os modelos contemplam as principais características físicas e econômicas do problema estudado, assim como os limites operacionais do sistema elétrico. Os modelos são programados em linguagem AMPL e suas soluções são obtidas através do solver comercial CPLEX. Os sistemas testes IEEE30, IEEE118 e ACTIVSg200 são utilizados nas simulações computacionais dos modelos propostos. Os resultados obtidos pelo modelo determinístico desenvolvido são validados através de comparações com os resultados fornecidos pelo software MATPOWER , onde ambos consideram apenas a existência de gerações termoelétricas. No modelo estocástico utiliza-se a técnica de geração de cenários e considera-se um período de um ano (8760 horas), e geradores que utilizam fontes de geração renováveis e não renováveis. / Abstract: In this work we propose deterministic and stochastic mathematical models of second order conical programming in rectangular coordinates for the optimal power flow problem of reactive power generation and control in electric power systems, considering the minimization of energy generation costs, losses networks and emission of pollutants into the environment. The models contemplate the main physical and economic characteristics of the studied problem, as well as the operational limits of the electric system. The models are programmed in AMPL language and their solutions are obtained through the commercial solver CPLEX. The IEEE30, IEEE118 and ACTIVSg200 test systems are used in the computer simulations of the proposed models. The results obtained by the deterministic model developed are validated through comparisons with the results provided by the software MATPOWERR , where both consider only the existence of thermoelectric generations. The stochastic model uses the scenario generation technique and considers a period of one year (8760 hours), and generators using renewable and non-renewable generation sources. / Mestre

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7900350 bytes, checksum: fbca2db827307d8c3ed2a1c15067d0da (MD5) Previous issue date: 2014-02-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research deals with the Close-Enough Traveling Salesman Problem, a variant of the Traveling Salesman Problem wich has several applicatios in logistics. In the Close-Enough Traveling Salesman Problem, rather than visiting the vertex (customer) itself, the salesman must visit a specific region containing such vertex. To solve this problem, we propose a simple yet effective exact algorithm, based on Branch-and-Bound and Second Order Cone Programming. The proposed algorithm was tested in 824 instances suggested in the literature. Optimal solutions are obtained for open problems with up to a thousand vertices. We consider both instances in the two- and three-dimensional space. / Esta pesquisa trata do Problema do Caixeiro Viajante Suficientemente Próximo, uma variante do Problema do Caixeiro Viajante que possui diversas aplicações em logística. No Problema do Caixeiro Viajante Suficientemente Próximo, ao invés de visitar o próprio vértice (cliente), o caixeiro deve visitar uma região especifica contendo este vértice. Para resolver este problema, é proposto um algoritmo exato, simples e efetivo, baseado em branch-and-bound e Programação Cônica de Segunda Ordem. O algoritmo proposto foi testado em 824 instâncias sugeridas na literatura. Soluções ótimas foram obtidas para instâncias com até mil vértices. Foram consideradas instâncias nos espaços bi e tridimensional.

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Resumo: Neste trabalho propõem-se formulações matemáticas e metodologias para resolver o problema de planejamento da expansão e operação de sistemas de distribuição de energia elétrica de longo prazo com instalação de geração distribuída despachável, renovável e dispositivos armazenadores de energia, considerando as incertezas nos parâmetros e variáveis envolvidas no comportamento do sistema. No modelo de otimização desenvolvido considera- se uma formulação com espaço de busca convexo como um problema de programação cônica inteira de segunda ordem. Como primeira metodologia de solução para o modelo matemático proposto, usam-se solvers de otimização comerciais através de linguagem de programação matemática. Em segundo lugar é proposta a técnica de otimização meta-heurística VND combinada com um solver de otimização para resolver o modelo de otimização desenvolvido. Os algoritmos e modelos matemáticos de otimização usados para resolver o planejamento de sistemas de distribuição são implementados em AMPL e testados em sistemas presentes na literatura. Finalmente são comparadas as metodologias segundo a solução obtida e desempenho em tempo computacional. / Abstract: This work proposes mathematical formulations and methodologies to solve the long-term electric power distribution system operation and expansion planning with distributed renewable energy sources and energy storage devices, considering the uncertainties in the involved parameters and variables in the system behavior. In the developed optimization model, a convex formulation is considered as integer second-order conic programming problem. The first solution methodology for the proposed mathematical model, the commercial optimization solvers that uses mathematical modelling language is used. In the second way, the VND meta-heuristic optimization technique is proposed combined with the optimization solver to analyze the obtained solutions of the search through optimal neighborhoods. The mathematical optimization model and the proposed algorithm used to solver the planning of distribution systems are implemented in AMPL and tested in literature’s systems. Finally, the methodologies according to the obtained solution and computational time performance are compared. / Doutor