Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Coorientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Antonio Marcos Cossi / Banca: Roberto Cayetano Lotero / Banca: Arturo Alejandro Zavala Zavala / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma metodologia heurística para o planejamento da expansão de sistemas aéreos de distribuição de energia elétrica que utiliza dois diferentes modelos de programação linear binária mista (MBLP). O primeiro modelo efetua o planejamento ótimo do sistema sem considerar a confiabilidade e o segundo, visa obter a melhor solução para o problema de planejamento considerando a alocação de chaves para realizar a restauração da rede em condições de contingências. Os dois modelos são resolvidos por técnicas de otimização clássica. No primeiro modelo consideram-se os custos de investimentos com a instalação de novos alimentadores, troca de circuitos, construção de novas subestações, realimentação de subestações existentes, custos operacionais da rede e, o comportamento de operação do sistema. No segundo modelo consideram-se os custos de operação através do cálculo da energia não distribuída, custos de alocação de chaves de manobra, além do custo de construção de circuitos alimentadores de interconexões. Os modelos propostos foram implementados na plataforma AMPL e resolvido utilizando o software CPLEX. Os testes foram realizados utilizando os sistemas de teste 54 e 182 barras disponíveis na literatura e os resultados mostram a qualidade e validade dos modelos propostos / Abstract: In this paper we present a heuristic methodology for the expansion planning of overhead electrical power distribution systems using two different models of mixed binary linear programming (MBLP). The first model performs the optimal planning without considering the reliability and the second one aims to obtain the best solution to the system planning problem considering the switches allocation to perform the network restoration in terms of contingencies. Both models are solved by classical optimization techniques. The first model takes into account the investment costs with the installation of new feeders, switching circuits, construction of new substations, re-powering of existing substations, operating costs and operating behavior of the system. The second model considers the operating costs by calculating the energy not supplied, cost of allocating switches and the cost of construction of interconnection circuits feeders. The proposed models have been implemented on the AMPL platform and solved using the CPLEX software. Tests were performed using the test systems with 54 and 182 nodes that are available in the literature and the results show the quality and validity of the proposed models / Doutor

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: Rogério Andrade Flauzino / Banca: Edgar Manuel Carreño Franco / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para a localização e diagnóstico automático de faltas em alimentadores de distribuição de energia elétrica através do uso combinado de técnicas de análise de redes, processamento de sinais e sistemas inteligentes. Foram desenvolvidos algoritmos capazes de detectar, classificar e localizar no tempo e espaço, os eventos de qualidade de energia. O procedimento contínuo de detecção de distúrbios é realizado através de análises estatísticas diretas e multinível dos sinais de correntes no domínio wavelet, registrados na subestação. As principais características, ou índices comportamentais, dos sinais das correntes e tensões são extraídas empregando-se a transformada wavelet discreta, a análise multirresolução e o conceito de energia do sinal. Estes índices correspondem aos vetores de entrada de um conjunto de redes neurais ARTMAP Fuzzy independentes, que tem por finalidade estimar o tipo de falta e quais eventos de qualidade de energia estão presentes no sinal amostrado. Os padrões de entrada destas redes são compostos pela energia dos coeficientes dos quatro primeiros níveis de detalhes e aproximações dos sinais de tensão e corrente e, na saída dessas redes, como resposta, tem-se o código do tipo de distúrbio e as fases envolvidas no problema. A localização do distúrbio é realizada após o processo de classificação, sendo que a técnica de localização de faltas proposta aplica-se a alimentadores trifásicos radiais ou fracamente malhados, com cargas desequilibradas, ramais laterais trifásicos, bifásicos ou monofásicos e que possam apresentar geração distribuída. O sistema de diagnóstico e localização de faltas proposto neste trabalho é capaz de auxiliar as concessionárias de energia em sua rotina de trabalho, fornecendo informações importantes para... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents a methodology for automatic diagnosis and fault location on electric power distribution systems through the combined use of modern techniques of network analysis, signal processing and, intelligent systems. Some algorithms were developed aiming to detect, classify and locate in time and space the power quality disturbances. The continuous process of detecting these disturbances is accomplished through statistical analysis and direct current multilevel signal analysis in wavelet domain, recorded in the substation. The main characteristics, or behavioral indices, of the current and voltage signals are extracted employing the discrete wavelet transform, multiresolution analysis and the concept of signal energy. These indexes correspond to the input vectors of a number of independent Fuzzy ARTMAP neural networks, which aim to estimate the fault type and the power quality events that are present in the sampled signal. The input patterns of these networks are composed by energy coefficients of the first four levels of details and approximations of current and voltage signals and, the output network presents the disorder type code and the phases involved in the problem. The fault location is performed after the classification process, and the proposed technique applies to three-phase radial or weakly meshed feeders with unbalanced loads, lateral extensions triphasic, biphasic or, monophasic and presenting distributed generation. The system diagnosis and fault location proposed in this paper are able to assist the utilities in their daily works, providing important information for the operation and maintenance of power distribution systems, minimizing the repairing time and, consequently, obtaining less financial losses due to rapid fault diagnosis and restoration of the normal system operation. A real life three-phase... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Fábio Bertequini Leão / Banca: Katia Campos de Almeida / Banca: Carlos Alberto Castro Junior / Resumo: Nesta tese são apresentados modelos de programação linear inteira mista (PLIM) convexa para resolver os seguintes problemas de otimização de sistemas de distribuição de energia elétrica (SD) radiais: a) planejamento da operação dos SD radiais, considerando a existência de gera- dores distribuídos (GDs) e a presença de dispositivos reguladores de tensão; b) alocação ótima de bancos de capacitores (BCs) e reguladores de tensão (RTs) em um SD radial; e c) planeja- mento a curto prazo da expansão dos SD radiais. O primeiro problema define os ajustes mais adequados da injeção de potência ativa e reativa dos GDs, o número de módulos dos bancos de capacitores (BCs) em operação e a posição do tap dos reguladores de tensão (RTs) de modo a minimizar o custo das perdas diárias de energia. O segundo problema determina a alocação de BCs (localização, número de módulos instalados e número de módulos operando) e a alocação de RTs (localização, tipo de regulador e posição do tap) com o objetivo de minimizar os custos do investimento total anual e das perdas de energia. O terceiro problema realiza o recondutora- mento de circuitos existentes, a construção e seleção do tipo de condutor dos novos circuitos, a alocação de BCs (localização, número de módulos instalados e número de módulos operando) e a alocação de RTs (localização) com o objetivo de minimizar os custos do investimento total anual e das perdas de energia. Para cada problema de otimização é apresentado seu respectivo modelo matemático de programação não linear inteira mista (PNLIM). Todos os modelos pro- postos de PLIM convexa, para os três problemas de otimização de SD radiais, são equivalentes a seus respectivos modelos originais de PNLIM. O uso de um modelo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This thesis presents convex mixed integer linear programming models to solve the following optimization problems for radial electrical distribution systems: a) operation planning of ra- dial electrical distribution system, considering the existence of distributed generators and the presence of devices voltage regulators; b) optimal allocation of capacitor banks and voltage regulators in radial electric power distribution systems; and c) short-term expansion planning of radial distribution systems. The first problem defines the most appropriate adjustments of active and reactive power injections of the distributed generators, the number of modules in operation of capacitor banks and the tap position of the voltage regulators, in order to mini- mize active energy losses of the network. The second problem determines the allocation of capacitor banks (location, number of installed modules and number of modules operating) and the allocation of voltage regulators (location, type and the tap position) with the objective of minimizing the total annual investment costs and energy losses. The third problem performs the reconductoring of existing circuit, the construction and selection of the type of conductor of new circuits, the allocation of capacitor banks (location, number of modules installed and number of modules operating) and the allocation of voltage regulators (location) in order to minimize the total annual investment costs and energy losses. For each optimization problem the respective mathematical model of mixed integer nonlinear programming is presented. All proposed convex mixed integer linear programming models, for the three optimization pro- blems of radial electrical distribution systems are equivalent to their respective original models of mixed integer nonlinear programming. The use of a convex mixed integer linear model gua- rantees... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Jose Carlos de Melo Vieira Junior / Resumo: Nesta dissertação de mestrado propõe-se um fluxo de carga não - iterativo para calcular o ponto de operação em regime permanente de um sistema de distribuição de energia elétrica radial ou malhado. No fluxo de carga proposto, as demandas do sistema de distribuição de energia elétrica são modeladas através de aproximações lineares em termos das partes real e imaginária da magnitude de tensão, tendo em conta que os ângulos de fase das tensões do sistema de distribuição se mantém dentro de um intervalo relativamente pequeno e limitado para as condições típicas de operação do sistema de distribuição de energia elétrica. Os coeficientes das aproximações lineares são obtidos a partir do método de mínimos quadrados. O fluxo de carga proposto está composto por três fases: 1) estimação da magnitude de tensão mínima e do ângulo máximo e mínimo de fase das tensões; 2) cálculo do ponto de operação em regime permanente inicial; e 3) correção do ponto de operação obtido na fase 2. O fluxo de carga proposto foi implementado na linguagem de programação MATLAB 7.9.0 (R2009a) e testado usando diferentes sistemas de distribuição de energia elétrica de pequeno e grande porte. A partir dos resultados obtidos observou-se a eficiência e precisão do fluxo de carga proposto quando comparados com os métodos de fluxo de carga existentes na literatura. Tendo em conta estas características, foi resolvido o problema de reconfiguração de sistema de distribuição de energia elétrica utilizando o fluxo de carga proposto com o auxilio da metaheurística GRASP, com o objetivo de mostrar que o fluxo de carga é eficiente e rápido para resolver outros problemas típicos nos sistemas de distribuição de energia elétrica. / Abstract: This dissertation proposes a load flow non-iterative to calculate the operating point in steady state of a radial or meshed electric power distribution system. In the proposed load flow, the demands of the electric power distribution system are modeled using linear approximations in terms of the real and imaginary parts of the voltage magnitude, taking into account that the phase angles of the voltages of distribution system remains within of a range relatively small and limited in the typical conditions of electric power distribution system operation. The coefficients of the linear approximations are obtained from the least-squares method. The proposed load flow is composed of three phases: 1) estimate the minimum voltage magnitude and the maximum and minimum phase angle of voltages, 2) calculation of the operating point in steady state initial, and 3) correction of the operating point obtained in phase 2. The proposed load flow was implemented in the programming language MATLAB7.9.0 (R2009a) and tested using several electric power distribution systems. The results obtained showed efficiency and accuracy of the proposed load flow when was compared with the load flow methods existing in the literature. Given these characteristics, the reconfiguration problem of electric power distribution system was solved using the proposed load flow with the help of the GRASP metaheuristic, aiming to show that the load flow is efficient and fast to solve other typical problems in the electric power distribution systems. / Mestre

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Coorientador: Augusto César Rueda Medina / Banca: Fábio Bertequini Leão / Banca: Gelson Antonio Andrêa Brigatto / Resumo: O escopo deste trabalho é a otimização do carregamento dos Veículos elétricos (VEs) em um ambiente controlado, considerando-se uma infraestrutura de medição avançada. O método desenvolvido utiliza uma técnica de otimização linear, a qual determina a potência elétrica que será entregue a cada VE considerando como restrições os níveis de operação da rede elétrica de média tensão. Essa potência será chamada neste trabalho como taxa de carregamento ótimo. Para a aplicação da metodologia proposta neste trabalho, é necessário conhecer a distribuição espacial dos veículos elétricos híbridos plug-in (PHEVs) na cidade e a distância percorrida por cada um deles. Para isto, foi utilizado o modelo espaço-temporal que utiliza um sistema multiagente e um enfoque de percolação o qual permite estimar a localização de cada PHEV e o estado de carga inicial (SOC) para a conexão no sistema. Estes dados são considerados como dados de entrada para a metodologia apresentada neste trabalho. O método foi testado no sistema teste IEEE 34 considerando niveis de penetração de 15%, 30% e 50% e o algoritmo desenvolvido foi implementado em linguagem de programação MATLAB 7.9.0 (R2009a). Os resultados mostram que com uma porcentagem de penetração de 15%, é possível atender a demanda adicional, representada pela conexão dos PHEVs, sem violar as restrições de operação do sistema; com uma porcentagem de penetração de 30%, os resultados mostram que, preservando os limites de operação do sistema, uma porcentagem de 20,66% dos PHEVs consegue carregar totalmente suas baterias. Também, com uma porcentagem de penetração de 50% os resultados mostram que 8,56% dos PHEVs consegue ficar dentro de um nível de energia aceitável. Porém, gerando cenários de recarga onde os níveis de tensão do sistema são aumentados e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The scope of this work is to optimize the charging of electric vehicles (EVs) in a controlled environment, considering an advanced metering infrastructure. The method uses a linear optimization technique, which determines the electrical power that will be delivered to each EV considering the levels of operating constraints in a medium-voltage distribution network. In this work, such power is called the optimal charging rate. For the application of the methodology proposed in this work, it is necessary to know the spatial distribution of the hybrid electric vehicles (PHEVs) and the distance traveled by each of them. For this, this work used the spatial-temporal model formed by a multi-agent system with a percolation approach to estimate the location of each PHEV, and the initial state of charge (SOC) in the beginning of recharge. These data are considered as inputs of the presented methodology in this work. The method was tested in the IEEE 34 test system considering penetration levels of 15%, 30% and 50% and the developed algorithm was implemented in the MATLAB programming language 7.9.0 (R2009a). The results show that with 15% of penetration, it is possible to meet the additional demand, represented by the connection of PHEVs without violating the operation system constraints; with a percentage of 30% penetration, the results show that while preserving the operating limits of the system, a percentage of 20.66% of PHEVs can fully charge their batteries. Also, with a percentage of 50% penetration results show that 8.56% of PHEVs can stay within an acceptable power level. However, creating scenarios where the system voltage levels are increased and, moreover, the charging time is extended, the batteries of all PHEVs, representing a rate of penetration of 30% are in the end of the clearance within an acceptable level and, for 50%, a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Marina Lavorato de Oliveira / Banca: Antonio César Balleiro Alves / Resumo: A presente pesquisa considera a análise teórica e a implementação computacional do algoritmo Dual Simplex Canalizado especializado na reotimização eficiente dos subproblemas gerados pelo algoritmo Branch and Bound para resolver problemas de Programação Linear Inteiro Misto. Juntamente com estes algoritmos é implementado o algoritmo Primal Simplex Canalizado para resolver o problema de Programação Linear inicial resultante do problema Programação Linear Inteiro Misto após desconsiderar a restrição de integralidade das variáveis. Estes algoritmos, adequadamente analisados e sistematizados são implementados através da linguagem computacional FORTRAN 77 e empregados no Planejamento da Expansão de Sistemas Transmissão modelados através do Modelo de Transportes que resulta em um problema de Programação Linear Inteiro Misto. / Abstract: This research considers the theoretical analysis and computational implementation of the Dual Simplex algorithmfor Bounded Variables specializes in efficient re-optimization of sub-problems generated by the Branch and Bound algorithm to solve Mixed-Integer Linear Programming problems. Along with these algorithms has been implemented Primal Simplex algorithm for Bounded Variables to solve the initial Linear Programming problem result of a Mixed-Integer Linear Programming problem after relaxing the integrality of the variables. These algorithms has been adequately analyzed and implemented via the computer language FORTRAN 77. The methodology has been tested on the Transmission Network Expansion Planning based on a transportation model that results in a Mixed-Integer Linear Programming. / Mestre

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Co-orientador: Antonio Marcos Cossi / Co-orientador: Javier Contreras Sanz / Banca: Ruben Agusto Romero Lazaro / Banca: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Benemar Alencar de Souza / Banca: Geraldo Roberto Martins da Costa / Resumo: O problema do planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em determinar as condições topológicas, estruturais e físicas necessárias para que o sistema seja capaz de operar, nos cenários de demanda atual e futuros, segundo os critérios técnicos exigidos pelas agências reguladoras. Visando atender tais condições de operação, algumas ações podem ser realizadas no sistema as quais dividem-se em ações de médio e longo prazo. As ações de médio prazo são aquelas realizadas sem que haja a expansão do sistema, e neste trabalho são consideradas como tais: a alocação de banco de capacitores, reguladores de tensão e recondutoramento de linhas. Por outro lado, as ações de longo prazo possuem custos mais elevados, pois visam à expansão do sistema considerando os futuros cenários de operação. Neste trabalho, além das tradicionais ações adotadas para a expansão do sistema de distribuição, considera-se também a alocação de geração distribuída a fim de avaliar os seus impactos sobre a expansão do sistema. Os modelos matemáticos propostos para os problemas de planejamento de médio e longo prazo são multiobjetivo e resolvidos através das metaheurísticas algoritmo genético multiobjetivo e busca tabu multiobjetivo, respectivamente. No modelo de médio prazo, os objetivos tratados são a regulação de tensão e os custos de investimento e operação. São utilizadas técnicas de redução do espaço de busca baseadas em lógica fuzzy, para melhorar o desempenho do algoritmo genético proposto. Para o modelo de longo prazo, os objetivos são os custos de investimento e operação considerando as opções de compra de energia (gerador distribuído e subestações) e a confiabilidade da rede planejada, através dos custos de energia não suprida. No modelo de longo prazo considera-se a existência de vários estágios dentro do horizonte de planejamento, ... / Abstract: The electric power distribution systems planning problem consists of determining the topological, structural and physical conditions necessary for the system to be able to operate, in the current and future scenarios of demand, according to the technical criteria required by regulatory agencies. Aiming to meet these operating conditions, some actions can be performed on the system, they can be divided into short and long term actions. Short-term actions are the ones performed without the system expansion. In this work the following actions are is treated as such short-term actions: the capacitor banks and voltage regulators allocation and the change of cables in the system. On the other hand, the long-term actions have higher investment costs, because they aim to expand the system, considering the future operation scenarios. In this work, in addition to the traditional actions taken to expand the distribution system, we also consider the allocation of distributed generation, in order to assess its impacts on system expansion. The mathematical models proposed for short and long term planning problem are multiobjective and solved by the metaheuristics multiobjective genetic algorithm and multiobjective tabu search, respectively. In the short-term model the goals addressed are: voltage regulation and the investment and operation cost. Techniques for search space reducing based on fuzzy logic are used to improve the performance of the proposed genetic algorithm. In the long-term model the goals are: the investment and operation costs, entertaining the options of power purchase (distributed generator and substations) and the reliability of the planned network, through the costs of energy not supplied. In the long-term model, we take into account the existence of various stages within the planning horizon, making the model multi-stage, which is solved by utilizing the dynamic planning model. The integration ... / Doutor

Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Ruben Augusto Romero Lazaro / Banca: Antônio César Baleeiro Alves / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de programação cônica de segunda ordem inteira mista para resolver o problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais. A intenção desta pesquisa é propor uma nova metodologia que seja eficiente para resolver o problema de reconfiguração de sistema de distribuição que geralmente é modelado por um problema de programação não linear inteiro misto. Foi provado que o ponto de operação em regime permanente de sistemas de distribuição radial pode ser modelado matematicamente como um problema de programação cônica de segunda ordem. Este modelo matemático foi estendido para resolver o problema de reconfiguração de sistema de distribuição. O uso de um modelo de programação cônica de segunda ordem inteira mista garante a convergência para a solução ótima usando as ferramentas de otimização clássica existentes. Os sistemas testes de 33, 70, 136 e 417 nós são utilizados para evidenciar a precisão do modelo matemático proposto, como também a eficiência destas técnicas de soluções para o problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais / Abstract: This paper presents the development of a model of mixed integer second-order cone programming to solve the problem of reconfiguration systems power distribution radial. The intent of this research is to propose a new methodology that is efficient to solve the reconfiguration problem of distribution system which is usually modeled as a problem of mixed integer nonlinear programming. It was proven that the operating point in steady radial distribution systems can be modeled mathematically as a problem of second-order cone programming. This mathematical model has been extended to solve the problem of reconfiguration of distribution system. The use of a model mixed integer second-order cone programming ensures convergence to the optimal solution using the existing classical optimization tools. Systems tests 33, 70, 86, 136 and 417 nodes are used to assess the accuracy of the mathematical model, but also the efficiency of these technical solutions to the problem of reconfiguration of distribution systems of electric power radial / Mestre

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Co-orientador: Antonio Marcos Cossi / Banca: Ruben Augusto Romero Lazaro / Banca: Fábio Bertequini Leão / Banca: Neida Maria Patias Volpi / Banca: João Bosco Augusto London Júnior / Resumo: Neste trabalho o problema de Planejamento de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (PSDEE) de Média Tensão é formulado em três modelos de programação não linear inteiro misto (PNLIM). O primeiro modelo realiza o planejamento estático de curto prazo que consiste em definir quais linhas serão instaladas e/ou recondutoradas e quais subestações serão construídas e/ou repotencializadas permitindo reconfigurar a rede já existente. Nesse contexto, o modelo matemático é mono-objetivo e minimiza custos de instalações de novos equipamentos e custos com operação do sistema sujeitos a um conjunto de restrições físicas, operacionais e econômicas. O segundo modelo é multiestágios e realiza o planejamento dinâmico de longo prazo considerando as mesmas ações de planejamento do modelo estático, mas define quando essas ações serão executadas. O terceiro modelo é multiobjetivo, além de realizar o planejamento dinâmico de longo prazo em diferentes estágios considerando custos de investimentos e operação inclui custos de confiabilidade da rede expressos em termos da energia não suprida. Para solução destes modelos são propostos diferentes versões do algoritmo de busca dispersa (BD), sendo duas mono-objetivo adaptadas para a solução dos modelos estáticos de curto prazo e dinâmico de longo prazo e a terceira multiobjetivo. A BD é uma técnica de busca evolucionária com estrutura flexível que permite o desenvolvimento de diversas implementações, com diferentes graus de complexidade. Como contribuição são detalhadas todas as etapas fundamentais do algoritmo na aplicação dos três modelos do problema de PSDEE utilizando o algoritmo de codificação sequencial aditiva e uma heurística para a seleção eficiente de condutores. O método é calibrado usando um sistema teste da literatura de 54 barras através de diversas simulações. A BD mostra-se competitiva ... / Abstract: In this work the problem of Planning Electric Power Distribution Systems (PEPDS) of Medium Voltage is formulated in three mixed integer nonlinear programming (MINLP) models. The first model performs the static short-term planning that is to determine which lines will be installed and/or reconductive and substations which will be built and/or allowing repotentiated reconfigure the existing network. In this context, the mathematical model is mono objective and minimizes installation costs of new equipment and operating costs of the system subject to a set of physical, operational and economic constraints. The second model is multistage and performs dynamic long-term planning based on the same actions in planning the static model, but it defines when these actions are performed. The third model is multi objective, and it perform the dynamic long-term planning at different stages of considering investments and operating costs that it includes costs of network reliability expressed in terms of unserved energy. This way to solve these models are proposed different versions of Scatter Search (SS) algorithm, two adapters for the solution of static models of short term and long term dynamic multi objective mono, and third goal. The BD is an evolutionary search technique with a flexible structure which allows the development of diverse implementations of changeable degrees of complexity. As detailed contribution are all key steps of the algorithm in the application of the three models of the problem PEPDS using the additive sequential encoding algorithm and a heuristic for efficient selection of drivers. The method is calibrated using a testing systems of 54 buses through various simulations literature system. SS is exposed presenting optimal competitive good quality solution for mono objective to multi objective models and model. It is capable of finding a set of efficient solutions with commitment ... / Doutor

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Co-orientador: Fábio Leão Bertequini / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Denis Vinicius Coury / Banca: Arturo Suman Bretas / Resumo: Neste trabalho, a programação de tarefas de manutenções preventivas para componentes e equipamentos de sistemas de distribuição de energia elétrica, com foco na confiabilidade dos sistemas, é tratada como um problema de otimização multiobjetivo não linear, restrito, fuzzy,binário e dinâmico. No modelo proposto, busca-se minimizar os custos com a realização de manutenções em equipamentos e componentes dos sistemas de distribuição e maximizar a confiabilidade dos mesmos, sob as restrições de índices de continuidade e frequência do fornecimento de energia elétrica, o DIC e o FIC, da disponibilidade das equipes de manutenção, entre outras. A modelagem é totalmente centrada sobre os índices de confiabilidade dos equipamentos e componentes, os quais são avaliados por uma abordagem envolvendo modelos probabilísticos de falhas e sistemas de inferência fuzzy. Para a solução do modelo utiliza-se um algoritmo evolutivo NSGA-II. A metodologia proposta foi testada em três alimentadores, individualmente, e com um sistema maior composto por esses três alimentadores, todos pertencentes a uma empresa de distribuição de energia elétrica do estado de São Paulo. Os resultados obtidos mostram a capacidade da metodologia de alocar manutenções em seções consideradas prioritárias e de convergir para uma fronteira de Pareto de soluções de qualidade. Também mostram a grande influência da probabilidade de falhas das linhas elétricas, mais especificamente, do conjunto de componentes que suportam os cabos de rede, como cruzetas, isoladores, entre outros; sobre a confiabilidade dos sistemas e, consequentemente, sobre a alocação de manutenções / Abstract: In this work, the scheduling of preventive maintenance tasks in components and equipment of electric power distribution systems, centered on system reliability is treated as a multiobjective nonlinear optimization, binary, dynamic and restricted problem. A pseudo-index of system unreliability and the costs of preventive maintenance programs are the conflicting objectives of the model proposed. The constraints considered in this modeling are the limits of the service continuity indicators (DIC - Individual Interruption Duration per Consumer unit and FIC - Interruption Frequency individual per Consumer unit) for each set of customers, the availability of maintenance crews and the limits for equipment maintenance. The modeling is focused on the equipment and components reliability indices. These indices are evaluated by an approach involving probabilistic fault models and inference fuzzy system. To solve the model is proposed an evolutionary algorithm NSGA-II. The proposed methodology was tested in three feeders, individually, and on a larger system composed of these three feeders, all belonging to an electricity distribution company in the state of São Paulo. The obtained results show the capacity of the methodology to allocate maintenance in sections considered priority and to converge for a frontier of Pareto with quality solutions. The results also show the great influence of the failure probability of power lines, more specifically, the set of components that support network cables such as crossarms, insulators, among others; about the reliability of the systems and, consequently, on the allocation of maintenance / Doutor