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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-10-05Bitstream added on 2014-06-13T19:48:54Z : No. of bitstreams: 1 lima_aa_me_ilha.pdf: 1365201 bytes, checksum: 5bed2a52c8671bde5572016fadf55dc7 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O Problema de Planejamento da Expansão do Sistemas de Transmissão de Energia Elétrica tem por objetivo escolher, entre um conjunto predefinido de circuitos candidatos, aqueles que devem ser incorporados ao sistema de forma a minimizar os custos de investimento e operação e atender a demanda de energia futura ao longo de um horizonte de planejamento com confiabilidade, assumindo como conhecido o plano de geração. É considerado um problema muito complexo e difícil de resolver por se tratar de um problema não linear inteiro misto, não convexo, multimodal e altamente combinatório. Este problema tem sido resolvido usando técnicas clássicas como Decomposição de Benders e Branch and Bound, assim como também algoritmos heurísticos e metaheurísticas obtendo diversos resultados, porém com uma série de problemas, por exemplo, alto tempo de processamento pelos computadores e problemas de convergência. Neste trabalho se apresenta a metaheurística Busca Dispersa que é um método que combina sistematicamente conjuntos de soluções para se obter soluções melhores. O algoritmo é apresentado sistematicamente, explicando sua estrutura básica e a forma como é adaptado para resolver o problema do planejamento da expansão de sistemas de transmissão, considerando a modelagem matemática conhecida como modelo de transporte e o modelo DC. São realizados testes com o sistema Garver de 6 barras, o sistema IEEE de 24 barras e o Sul Brasileiro de 46 barras e os resultados obtidos são comparados com os obtidos com outras metaheurísticas, mostrando um bom desempenho tanto em velocidade de processamento como em esforço computacional / In the Transmission Expansion Planning problem of power systems a predefined set of candidate circuits are selected, in order to minimize investment and operation costs and meet the future energy demand over a planning horizon while reliability is considered and the generations plans are known. It is considered a very complex problem and difficult to solve because it is a mixed integer nonlinear problem, not convex, multimodal and highly combinatorial. This problem has been solved using classical techniques such as Benders Decomposition and Branch and Bound, as well as heuristic and metaheuristics algorithms achieving different results, but with some difficulties, such as high demand for processing by computers and convergence problems. This paper presents the scatter search metaheuristic which is a method that combines systematically sets of solutions to obtain better solutions. The algorithm is presented systematically, explaining its basic structure and how it is adapted to solve the Transmission Expansion Planning problem, considering the mathematical model known as transportation model and DC model. Tests are performed with Garver 6 bus system, IEEE 24 bus system and the South Brazilian 46 bus system, and the results obtained are compared with those obtained with other metaheuristics, showing a good performance both in processing speed as in computational effort

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Carlos Roberto Mendonça Rocha / Resumo: O Problema de Planejamento da Expansão do Sistemas de Transmissão de Energia Elétrica tem por objetivo escolher, entre um conjunto predefinido de circuitos candidatos, aqueles que devem ser incorporados ao sistema de forma a minimizar os custos de investimento e operação e atender a demanda de energia futura ao longo de um horizonte de planejamento com confiabilidade, assumindo como conhecido o plano de geração. É considerado um problema muito complexo e difícil de resolver por se tratar de um problema não linear inteiro misto, não convexo, multimodal e altamente combinatório. Este problema tem sido resolvido usando técnicas clássicas como Decomposição de Benders e Branch and Bound, assim como também algoritmos heurísticos e metaheurísticas obtendo diversos resultados, porém com uma série de problemas, por exemplo, alto tempo de processamento pelos computadores e problemas de convergência. Neste trabalho se apresenta a metaheurística Busca Dispersa que é um método que combina sistematicamente conjuntos de soluções para se obter soluções melhores. O algoritmo é apresentado sistematicamente, explicando sua estrutura básica e a forma como é adaptado para resolver o problema do planejamento da expansão de sistemas de transmissão, considerando a modelagem matemática conhecida como modelo de transporte e o modelo DC. São realizados testes com o sistema Garver de 6 barras, o sistema IEEE de 24 barras e o Sul Brasileiro de 46 barras e os resultados obtidos são comparados com os obtidos com outras metaheurísticas, mostrando um bom desempenho tanto em velocidade de processamento como em esforço computacional / Abstract: In the Transmission Expansion Planning problem of power systems a predefined set of candidate circuits are selected, in order to minimize investment and operation costs and meet the future energy demand over a planning horizon while reliability is considered and the generations plans are known. It is considered a very complex problem and difficult to solve because it is a mixed integer nonlinear problem, not convex, multimodal and highly combinatorial. This problem has been solved using classical techniques such as Benders Decomposition and Branch and Bound, as well as heuristic and metaheuristics algorithms achieving different results, but with some difficulties, such as high demand for processing by computers and convergence problems. This paper presents the scatter search metaheuristic which is a method that combines systematically sets of solutions to obtain better solutions. The algorithm is presented systematically, explaining its basic structure and how it is adapted to solve the Transmission Expansion Planning problem, considering the mathematical model known as transportation model and DC model. Tests are performed with Garver 6 bus system, IEEE 24 bus system and the South Brazilian 46 bus system, and the results obtained are compared with those obtained with other metaheuristics, showing a good performance both in processing speed as in computational effort / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-07Bitstream added on 2014-06-13T18:49:41Z : No. of bitstreams: 1 souza_ch_me_ilha.pdf: 651441 bytes, checksum: b139e90078b1de276ac99f40362c2bf7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho apresentam-se o desenvolvimento e a implementação de um algoritmo computacional para o problema de planejamento e projeto de circuitos secundários de distribuição de energia elétrica. O problema é formulado como um modelo de Programação Não Linear Inteiro Misto (PNLIM), e para sua solução propõe-se um algoritmo de Busca Tabu (BT). Esta ferramenta permite determinar e avaliar os custos dos elementos que compõem o sistema de distribuição (reforma e/ou construção de redes secundárias), evidenciando sua robustez e precisão. Os algoritmos de cálculo mecânico e definição de estruturas são baseados em normas técnicas para se determinar os postes e estruturas do sistema sob estudo. Os condutores são especificados pelo algoritmo de fluxo de potência trifásico respeitando as condições topológicas, físicas e ambientais. Toda metodologia de cálculo e projeto utilizada neste problema está de acordo com os Procedimentos de Distribuição do Sistema Elétrico Nacional (PRODIST). Para mostrar a eficiência do modelo proposto e da metodologia de planejamento e projeto desenvolvidos, apresentam-se resultados para dois sistemas reais de distribuição com 76 e 54 barras, respectivamente. / In this work, the development and implementation of a computational algorithm for the planning and design of secondary circuits of power distribution systems problem, is presented. The problem is formulated as a Non-linear Integer Mixed Programming (NLIMP) problem; and for its solutions it is proposed a Tabu Search (TS) algorithm. This tool allows determining and evaluating the cost of elements that are part of the distribution system (upgrade and/or construction of secondary networks), showing its robustness and accuracy. Mechanic calculation algorithms and structure definitions are based on technical norms in order to determine poles and structures of the system under study. Conductors are specified by the three-phase power flow algorithm, satisfying topological, physical and environmental conditions. All the calculation and design methodology used in this problem agrees with the Distribution Procedures of the National Electric System (PRODIST). In order to show the efficiency of the proposed model and the developed planning and design methodology, results for to real-life distribution systems, with 76 and 54 buses, are presented.

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Ruben Augusto Romero Lázaro / Banca: Benemar Alencar de Souza / Resumo: Neste trabalho apresentam-se o desenvolvimento e a implementação de um algoritmo computacional para o problema de planejamento e projeto de circuitos secundários de distribuição de energia elétrica. O problema é formulado como um modelo de Programação Não Linear Inteiro Misto (PNLIM), e para sua solução propõe-se um algoritmo de Busca Tabu (BT). Esta ferramenta permite determinar e avaliar os custos dos elementos que compõem o sistema de distribuição (reforma e/ou construção de redes secundárias), evidenciando sua robustez e precisão. Os algoritmos de cálculo mecânico e definição de estruturas são baseados em normas técnicas para se determinar os postes e estruturas do sistema sob estudo. Os condutores são especificados pelo algoritmo de fluxo de potência trifásico respeitando as condições topológicas, físicas e ambientais. Toda metodologia de cálculo e projeto utilizada neste problema está de acordo com os Procedimentos de Distribuição do Sistema Elétrico Nacional (PRODIST). Para mostrar a eficiência do modelo proposto e da metodologia de planejamento e projeto desenvolvidos, apresentam-se resultados para dois sistemas reais de distribuição com 76 e 54 barras, respectivamente. / Abstract: In this work, the development and implementation of a computational algorithm for the planning and design of secondary circuits of power distribution systems problem, is presented. The problem is formulated as a Non-linear Integer Mixed Programming (NLIMP) problem; and for its solutions it is proposed a Tabu Search (TS) algorithm. This tool allows determining and evaluating the cost of elements that are part of the distribution system (upgrade and/or construction of secondary networks), showing its robustness and accuracy. Mechanic calculation algorithms and structure definitions are based on technical norms in order to determine poles and structures of the system under study. Conductors are specified by the three-phase power flow algorithm, satisfying topological, physical and environmental conditions. All the calculation and design methodology used in this problem agrees with the Distribution Procedures of the National Electric System (PRODIST). In order to show the efficiency of the proposed model and the developed planning and design methodology, results for to real-life distribution systems, with 76 and 54 buses, are presented. / Mestre