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

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Co-orientador: John Fredy Franco Baquero / Banca: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Fábio Bertequini Leão / Banca: Eduardo Nobuhiro Asada / Banca: Edgar Manuel Carreño Franco / Resumo: Os sistemas de distribuição normalmente operam com uma topologia radial, assim, tradicionalmente, a reconfiguração procura a topologia radial ótima que permite que o sistema opere com perdas mínimas. Todos os modelos de reconfiguração desses sistemas consideram a radialidade em sua formulação, seja de forma implícita (heurísticas e meta-heurísticas), ou de forma explícita (otimização exata). No entanto, a topologia radial ótima é inferior a outras topologias, não-radiais, em relação às perdas. Assim, este trabalho apresenta, em um primeiro momento, uma revisão da literatura sobre as restrições de radialidade, considerações sobre esta condição em um sistema de distribuição, a modelagem "tradicional" do problema de reconfiguração usando otimização exata e, finalmente, uma proposta para relaxar as restrições de radialidade nesse modelo matemático, permitindo assim que o novo modelo encontre a topologia realmente ótima em termos de perdas. Testes apresentados mostram que pode ser oportuno repensar sobre essa lógica de operação tradicional e procurar por topologias próximas das topologias radiais para diminuir as perdas de operação. Consideramos que a nova lógica se torna relevante quando consideramos o contexto atual em que o conceito de redes inteligentes (smart grids) representa a filosofia de operação nos modernos sistemas de distribuição. Para comprovar a premissa sustentada neste trabalho, apresentamos os resultados para sistemas de 14, 33, 84, 119 e 136 barras. É apresentada uma metodologia para resolver o problema de reconfiguração de sistemas de distribuição com a radialidade relaxada considerando, simultaneamente, dois objetivos: perdas de energia elétrica e corrente de curto-circuito. A proposta desenvolvida é a principal contribuição deste trabalho e foi testada nos sistemas de 33 e de 136 barras / Abstract: The distribution systems typically operate with a radial topology, thus, traditionally in reconfiguration an optimal radial topology is explored in which it allows the system to operate with minimal losses. All reconfiguration models of these systems consider the radiality in their formulation, either in implicit form (heuristics and metaheuristics) or explicit form (exact optimization). However, the optimum radial topology is inferior to that of non-radial in terms of losses. This paper presents, in a first phase, a literature review on the radiality constraints, considerations about this condition in a distribution system, the modeling of the "traditional" reconfiguration problem using exact optimization, and finally a proposal to relax the radiality constraints of this mathematical model, thereby allowing the new model to find the optimal topology in terms of losses. Tests presented show that it may be appropriate to rethink the logic of the traditional operation and search for nearby topologies of radial topologies to reduce operating losses. We think that the new logic becomes relevant when considering the current context in which the concept of intelligent networks (smart grids) is the operating philosophy in modern distribution systems. To prove the performance of the proposed method in this paper, we present the results for systems of 14, 33, 84, 119 and 136 buses. A methodology is presented to solve the problem of distribution system reconfiguration with relaxed radiality considering simultaneously two objectives: energy losses and short-circuit current. The proposal developed is the main contribution of this paper and has been tested on systems of 33 and 136 buses / Doutor

Orientador: Fábio Bertequini Leão / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: João Bosco Augusto London Junior / Resumo: Neste trabalho são apresentadas propostas de modelagem matemática para otimização do problema de restauração de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais. O problema de restauração consiste em estratégias de reconfiguração topológica da rede elétrica para o restabelecimento ótimo do fornecimento de energia elétrica para áreas desatendidas após interrupção permanente do fornecimento. O objetivo principal é atender à maior demanda possível do sistema durante o estado restaurativo, preservando o atendimento às restrições físicas e operacionais da rede elétrica, cumprindo, assim, os critérios de qualidade e confiabilidade do serviço prestado. O problema tem sido resolvido há muitas décadas através de metodologias heurísticas, sendo as meta-heurísticas as técnicas mais empregadas. Na literatura especializada não há propostas de modelagem matemática para resolução exata do problema de restauração pelas técnicas de otimização clássica. A razão principal era o desconhecimento de uma forma eficiente de representar a restrição de radialidade através de relações algébricas simples. Recentemente, a representação da restrição de radialidade foi apresentada na literatura. Portanto, a proposta deste trabalho é apresentar finalmente formulações matemáticas para resolução exata do problema de restauração de sistemas de distribuição que operam em topologia radial. São essencialmente propostas duas formulações matemáticas diferentes: a primeira proposta trata o problema de restauração com uma abordagem simplificada, em que algumas restrições do problema são relaxadas; e a segunda proposta trata o problema de restauração de forma completa, onde todas as restrições fundamentais relacionadas aos requisitos técnicos e operacionais do sistema elétrico de distribuição são consideradas. Os modelos matemáticos podem ser resolvidos... / Abstract: This work presents proposals of mathematical modeling to optimize the restoration problem of radial distribution electrical systems. The restoration problem consists in strategies of topological reconfiguration of the electrical network for optimal restoration of the electric energy supply to outage areas. The main objective is to supply the most possible demand of the system under the restorative state, preserving the physical and operational constraints of the electrical network, satisfying the criteria of quality and reliability of provided service. The problem has been solved for many decades by heuristic methodologies, with the meta- heuristics as the most used techniques. In the specialized literature there are no proposals for mathematical modeling to exact solving of the restoration problem through classical optimization techniques. The main reason was the lack of an efficient way to represent the radiality constraint through simple algebraic relations. Recently, a representation of the radiality constraint was presented in the literature. Therefore, the proposal of this work is to present mathematical formulations for exact solving of the restoration problem of distribution systems operating in radial topology. Two different mathematical formulations are essentially proposed: the first proposal addresses the restoration problem with a simplified approach, where some constraints of the problem are relaxed; and the second proposal addresses the restoration problem with a full approach, where all the fundamental constraints related to technical and operational requirements of the distribution electrical system are considered. The mathematical models can be solved using efficient commercial solvers, appropriate to the type of problem that was formulated in each proposed approach. In this work, mathematical models have been implemented in the mathematical programming environment AMPL and solved ... / Mestre

Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Walmir de Freitas Filho / Resumo: O problema da alocação ótima das chaves de interconexões nos sistemas de distribuição de média tensão é um problema do planejamento da operação dos sistemas de energia elétrica, de natureza combinatória e sujeito a restrições técnicas e operacionais que derivam em modelos complexos, não-lineares, não determinísticos e, em muitos casos, não analíticos e difíceis de representar matematicamente. Portanto, a melhor opção para obter soluções de boa qualidade em tempo razoável são as técnicas heurísticas modernas. Este trabalho apresenta uma metodologia baseada na formulação de modelos matemáticos convexos e resolvida utilizando o algoritmo de busca inteligente GRASP, para gerar soluções de boa qualidade ao problema da alocação ótima das chaves de interconexões. As chaves alocadas pela metodologia fornecem um esquema de restauração eficiente que, em caso de uma falta permanente, possa isolar a zona afetada pela falta e restaurar o serviço elétrico da maior quantidade possível de usuários. Por outro lado, as chaves instaladas pela metodologia proposta, também são aproveitadas para otimizar o ponto de operação em estado estacionário do sistema e os índices de confiabilidade experimentados pelos usuários, ou seja, reduzir as perdas de potência ativa e melhorar probabilísticamente os índices de continuidade da duração e da frequência das interrupções (SAIDI e SAIFI) quando o sistema opera em condições normais. Para demonstrar a eficácia e flexibilidade do algoritmo proposto dois sistemas testes, de 43 e 136 nós, serão utilizados para resolver diferentes instâncias do problema da alocação / Abstract: The optimal switch allocation problem in electrical distribution systems is a combinatorial optimization problem, subject to a set of technical and operational constraints that produces complex, nonlinear, nondeterministic and, in many cases, non-analytical and difficult to represent optimization models. Therefore, the best approach to provide high quality solutions, in reasonable time, is the use of modern heuristics algorithms. This work presents an optimization methodology based on the formulation of convex mathematical models and solved by using a simplified GRASP algorithm, in order to provide high quality solutions to the switch allocation problem. The allocated switches establish an efficient restoration scheme that, in case of a permanent fault, isolates the faulty zone and restores the electrical service of as many users as possible. On the other hand, the switches allocated by the proposed methodology, are also used to optimize the steady-state operating point of the system and the reliability indices experienced by the users, i.e., the active power losses are reduced and the reliability indices, SAIDI and SAIFI, are improved when the system is operating flawlessly. In order to show the efficiency and flexibility of the proposed switch allocation methodology, two test systems have been proposed and different allocation instances have been solved / Mestre

Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Ruben Augusto Romero Lazaro / Banca: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Antonio César Baleeiro Alves / Banca: Geraldo Roberto Martins da Costa / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvida uma estratégia de resolução de problemas de otimização em sistemas de distribuição de energia elétrica que são modelados como problemas de programação não linear inteira mista (PNLIM), através da teoria de programação cônica de segunda ordem (PCSO) com variáveis inteiras e contínuas (PCSOIM). Apesar dos modelos de PNLIM e de PCSOIM, não serem problemas de otimização equivalentes, foi provado que é possível garantir, mediante algumas condições, que a solução encontrada pelo modelo de PCSOIM é a solução ótima para o problema de PNLIM. A estratégia traçada nesta tese permite a substituição de alguns problemas de PNLIM, com região de busca não convexa, de difícil resolução, de grande porte, e sem garantia de ótimo global; por problemas de PCSOIM que possuem formulação convexa, com solução ótima garantida pelo solver comercial robusto. Os modelos foram implementados em linguagem AMPL e foram utilizados os solvers CPLEX e KNITRO para a resolução. A metodologia proposta foi avaliada para os seguintes problemas de otimização em sistemas de distribuição de energia elétrica: reconfiguração de sistemas de distribuição, análise de sistemas de distribuição com geração distribuída, operação ótima e alocação ótima de banco de capacitores e reguladores de tensão e operação ótima de dispositivos de armazenamento de energia em sistemas com fontes renováveis. Os sistemas testados foram os de 3, 11, 33, 42, 70, 136, 202 e de 400 nós / Abstract: In this work it is presented a strategy for solving optimization problems in power distribution systems that are modeled as mixed integer nonlinear programming (MINLP) problems, through the theory of second-order cone programming (SOCP) with integer and continuous variables (MISOCP). Despite MINLP models and MISOCP optimization problems are not equivalent, it was proven that it is possible to guarantee, through some conditions, that the solution found by the MISOCP model is the optimal solution to the MINLP problem. The strategy outlined in this thesis, allows the replacement of some MINLP problems, with a non- convex region of search, difficult to solve, large, and with no guarantee of global optimal convergence, by MISOCP problems that have convex formulation, for which optimal solution convergence can be ensured by robust commercial solvers. The models were implemented in AMPL language and solved by CPLEX and KNITRO. The proposed methodology was evaluated for the following distribution problems: reconfiguration of distribution systems, analysis of distribution systems with distributed generation, optimal operation and optimal allocation of capacitor banks and voltage regulators and optimal operation of energy storage devices in networks with renewable energy sources. The 3, 11, 33, 42, 70, 136, 202 and 400 bus systems were tested / Doutor

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Marcos Julio Rider Flores / Banca: João Bosco Augusto London Junior / Resumo: O problema da reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em determinar a topologia radial, que pode ser obtida por meio da abertura ou fechamento de chaves de seccionamento (normalmente fechadas) e de ligação (normalmente abertas), de forma que um objetivo seja atingido, geralmente a minimização das perdas, balanceamento das cargas, melhoria dos níveis de tensão ou isolamento de faltas. Além disto, a topologia ótima deve cum- prir com restrições operacionais, como o limite de tensão nas barras e os limites de correntes nos circuitos. O modelo deste problema é de programação não linear inteira mista, não convexo e de difícil solução através de técnicas clássicas de otimização, além disto, este problema apre- senta o fenômeno da explosão combinatória. Neste trabalho são apresentadas metodologias, baseadas na meta-heurística de busca em vizinhança variável, para resolver o problema da re- configuração de sistemas de distribuição de energia elétrica considerando vários níveis de de- manda e topologia fixa da rede, que visa encontrar uma única topologia ótima para operar nos vários níveis de demanda de um período. O objetivo considerado é a minimização do custo das perdas de energia. Foram desenvolvidas quatro formas do algoritmo de busca em vizinhança variável: Basic Variable Neighborhood Search (BVNS), Variable Neighborhood Descent (VND), Reduced Variable Neighborhood Search (RVNS) e General Variable Neighborhood Search (GVNS). Todos os programas foram escritos em linguagem FORTRAN. Os algoritmos propostos foram testados com os sistemas de 33, 84, 136, 415 e 10477 barras. Os resultados foram comparados com os existentes na literatura especializada e os obtidos pela resolução de um modelo de otimização, escrito em linguagem AMPL e resolvido com o solver comercial CPLEX / Abstract: The distribution network reconfiguration problem consists in determining the radial to- pology, that can be obtained by opening and closing sectionalizing switches (normally closed switches) and tie switches (normally open switches), so that an objective is achieved, commonly loss minimization, load balancing, voltage levels improvement or fault isolation. Furthermore, the optimal topology must satisfy operational constraints, such as voltage levels on nodes and current magnitude on circuits. The model for this problem is a mixed-integer nonlinear pro- gramming problem, non-convex and hard to solve by classical optimization techniques, besides, this problem presents the combinatorial explosion phenomenon. This work presents methodol- ogies, based on the variable neighborhood search metaheuristic, to solve the distribution net- work reconfiguration problem with variable demand and fixed topology, which aims in finding only one optimal topology to operate on the various load levels during a period. The considered objective is the reduction of the cost of energy losses. Four variable neighborhood search algo- rithms were developed: Basic Variable Neighborhood Search (BVNS), Variable Neighborhood Descent (VND), Reduced Variable Neighborhood Search (RVNS) and General Variable Neigh- borhood Search (GVNS). All programs were implemented in FORTRAN. The proposed algo- rithms were tested with the 33, 84, 136, 415 and 10477-node systems. The results were com- pared with the best-known solutions presented in specialized literature and the solutions ob- tained from an optimization model, written in AMPL and solved with commercial solver CPLEX / Mestre

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Sérgio Azevedo de Oliveira / Banca: Carlos Roberto Mendonça da Rocha / Resumo: O aumento consistente e constante do consumo de energia elétrica, o crescimento irregular e desordenado de edificações residenciais, comerciais e industriais, dentro e fora dos centros urbanos, as irregularidades nas características do fator de potência das cargas instaladas, podem colocar em xeque o bom desempenho dos sistemas elétricos de distribuição sendo necessário e urgente, a aplicação de ferramentas computacionais eficientes que atuem na otimização da operação. A investigação, análise e projeto destes sistemas são o foco da automação da distribuição, que visa redução das perdas técnicas que pode ser feita através da reconfiguração e alocação de bancos de capacitores que contribuirão para o melhoramento nos perfis de tensão e a minimização de perda de potência ativa nas linhas. Este trabalho visa propor a melhoria no desempenho econômico da operação de sistemas de distribuição através da minimização de determinados custos da operação, propondo investimentos que garantam lucros em seu retorno, através da solução simultânea dos problemas de reconfiguração de sistemas de distribuição radiais para alguns tipos de carregamento e do problema da alocação dos bancos de capacitores que será feita através de urna metaheurística especializada para avaliar a qualidade de cada proposta de solução fornecida pela meta-heurística sendo implementado um módulo de fluxo de carga em sistemas de distribuição radial com uso de um algoritmo de varredura / Abstract: The consistent and steady increase in electricity consumption, the irregular and uncontrol­ led growth of residential, commercial and industrial buildings, inside and outside urban centers, the irregularities in the characteristics of the power factor of the loads installed, can risk the good performance electrical distribution systems is necessary and urgent, the application of eflicient computational tools that work on optimizing the operation. The research, analysis and design of these systems is the focus of distribution automa­ tion, which aims to reduce technical losses can be clone by reconfiguring and allocation of capacitors which contribute to the improvement in the voltage profile and minimizing loss active power lines. This work aims to propose improvements in the economic perfor­ mance of the distribution system operation by minimizing certain costs of the operation, proposing investments to ensure profits on their return, by the simultaneous solution of the reconfiguration of radial distribution systems problems for some types of loading and allocation problem of capacitor banks to be made by a specialized metaheurist to assess the quality of each proposed solution provided by metarheuristics are implemented a load module radial flow distribution system using an algorithm scan / Mestre

Orientador: Dilson Amancio Alves / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Francisco Carlos Vieira Malange / Banca: Marcos Amorielle Furini / Banca: Rogério Rocha Matarucco / Resumo: Neste trabalho são propostas duas novas técnicas de parametrizações geométricas que se baseiam na análise da curva trajetórias de soluções (curva P-V) do fluxo de carga continuado e que permitem tanto o traçado completo das curvas P-V quanto a obtenção do ponto de máximo carregamento de qualquer sistema elétrico de potência. Estas técnicas surgiram diante das limitações de algumas técnicas de parametrização geométrica existentes para determinação do ponto de máximo carregamento e traçado dos perfis de tensão de sistemas cuja tensão de uma pequena área, ou magnitude de tensão de uma quantidade pouco significativa de barras, não permanece dentro da faixa normal de operação. Na primeira a adição de uma equação de segundo grau ao sistema de equações básicas do fluxo de carga continuado, a qual passa por três pontos no plano formado pelas variáveis perdas de potência ativa total e o fator de carregamento, mostrou-se eficiente quando aplicado aos sistemas do IEEE, 300, 638 e 787 barras do sistema Sul-Sudeste brasileiro. Mas, falha para sistemas com instabilidade de tensão com características predominantemente local, como o sistema de 904 barras do Sudoeste americano. Diante desta limitação é proposta uma nova técnica que consiste no acréscimo de uma equação de reta que passa por um ponto no plano formado pelas variáveis perda total de potência ativa e o fator de carregamento. É uma técnica robusta o que favorece sua aplicação com êxito em quaisquer sistemas do IEEE e os reais de grande porte, em particular o 904 barras, o que pode ser comprovado pela análise dos resultados obtidos. Também para ambas as técnicas, propõem-se a normalização da variável perda total de potência ativa, para uniformizar seus valores e a escala dos eixos propiciando a vantagem da definição de um processo eficiente e único de controle de tamanho de passo para o traçado completo da curva P-V para qualquer... / Abstract: This work proposes two new geometric parameterization techniques that based on analysis of solutions trajectory curve ( P-V curve) of the continuation power flow and allow both the complete tracing of P-V curves as obtaining the maximum loading point of any electric power system. These techniques were developed before the limitations on the geometric parameterization techniques exist for determining the maximum load point and layout of system voltage profiles whose voltage profile of a small area or voltage magnitude of a little bit amount of bus not remains within the normal operating range. At first the addition of a second degree equation of the basic equations of the continuation power flow which passes through three points in the plane formed by the total power loss variable active and load factor was shown to be effective when applied to IEEE systems 300, 638 and 787 bus of the Brazilian South-Southeast system but fails for systems with instability with predominantly local voltage characteristics such as the American Southwest 904 bus system. Given this limitation we propose a new technique consisting of the addition of a line equation passing through a point in the plane formed by the variables total real power losses and loading factor is a robust technique which favors their successful implementation in any IEEE systems and large real in particular the 904 bus which can be confirmed by analysis of the results. Also for both techniques propose to normalize the total real power losses variable to standardize its values and the axes scale providing the advantage of defining an efficient and unique process step size control for the complete tracing of P-V curve for any operating condition / Doutor