Algoritmo Heurístico Construtivo aplicado ao Planejamento de Redes Aéreas de Média Tensão com a

alocação de Geração Distribuída

Code: 02.017

E. E. Benitez, P. R. Belin, L. A. Souza, C. Rocha, e A. B. Almeida

Universidade Estadual do Oeste do Paraná

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Desenvolvimento de um novo algoritmo para ser aplicado ao PESD, com capacidade de estabelecer um plano para a conexão de geração distribuída na rede, indicando o tamanho ideal e o melhor ponto para a sua conexão no sistema.

Objetivos

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Introdução

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Inclusão de Geração de Distribuída

Algoritmos de Planejamento

Planejamento da Expansão de

Sistemas de Distribuição

Metodologia

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Heurístico Construtivo

Indicador de Sensibilidade

Programação não linear

Conexão e capacidade ótima

de GD

I. ALGORITMO HEURÍSTICO CONSTRUTIVO

a) Indicador de Sensibilidade e Radialidade

𝑰𝑺𝒊,𝒋 =𝒙𝒊,𝒋

𝒄𝒊,𝒋𝑽𝑩 (1)

𝑰𝑺 = 𝒎𝒂𝒙 𝑰𝑺𝒊,𝒋 (2)

Metodologia

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I. ALGORITMO HEURÍSTICO CONSTRUTIVO

b) Modelagem Matemática

𝑴𝒊𝒏 𝒗 = 𝒄𝒊,𝒋𝒙𝒊,𝒋𝒊,𝒋 ∈𝑼 + 𝜶𝒑 𝒓𝒊𝒊𝝐𝜞 (3)

s.a.

• Porcentagem de utilização de uma nova linha ij • Valor do corte de demanda na barra de carga i • Lei de Correntes de Kirchhoff para os fluxos de potência ativa e reativa • Lei das Tensões de Kirchhoff considerando os fluxos de potência ativa e reativa • Representam as relações entre a potência aparente e as potencias ativa • Limite de capacidade para as linhas existentes e candidatas • Limites mínimos e máximos para a magnitude das tensões nas barras • Limites mínimos e máximos para a injeção de potência aparente nas barras

Metodologia

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I. ALGORITMO HEURÍSTICO CONSTRUTIVO

c) Método Analítico para Planejamento da GD

𝑷𝑮𝒊𝑩 = 𝒅𝒑

𝒊+

𝟏

𝜶𝒊,𝒊− 𝜶𝒊,𝒋𝑷𝒋 − 𝜷𝒊,𝒋𝑸𝒋

𝑵𝒋=𝟏,𝒋≠𝒊 (4)

𝑷𝑻 = .𝑵𝒊=𝟏 𝜶𝒊,𝒋 𝑷𝒊𝑷𝒋 +𝑸𝒊𝑸𝒋 + 𝜷𝒊,𝒋 𝑸𝒊𝑷𝒋 − 𝑷𝒊𝑸𝒋

𝑵𝒋=𝟏 (5)

𝑄𝑗 = 𝑞𝑗 − 𝑑𝑞𝑗 (6)

𝛼𝑖,𝑗 =𝑅𝑖,𝑗

𝑉𝑖𝑉𝑗cos 𝜃𝑖,𝑗 (7)

𝛽𝑖,𝑗 =𝑅𝑖,𝑗

𝑉𝑖𝑉𝑗sin 𝜃𝑖,𝑗 (8)

𝑃𝑗 = 𝑝𝑗 − 𝑑𝑝𝑗 (9)

Metodologia

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Metodologia

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Dados de barra e de linha do sistema

Atualização dos conjuntos B, U, Γ

Solução do PNL: Modelo Matemático

𝑥𝑖,𝑗∗ = 1

*Identificado por IS

Sistema mal condicionado

IS ≠ 0 (sim)

(não)

𝑣 = 0 (não)

(sim)

Topologia radial determinada

1ª Etapa de execução do AHC Determinação:

Ybarra e Zbarra

Determinação: Capacidade Ótima

da GD em cada barra

Identificação da barra de conexão

(perdas aproximadas)

Solução do PNL: Modelo Matemático

Determinação: Perdas totais

2ª Etapa de execução do AHC

II. Sistema de 23 barras com uma subestação

• 34,5kV (±5%) • 35 opções de conexão • Carga uniforme • Custos de construção 10k US$/km

Aplicação

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Resultados

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Iter LC LE Ação Custo (US$) 1 IS01-10=15,600 (01-10) Construção 2020,90 2 IS10-14=3,665

IS10-19=1,444; IS10-20=0,821 (10-14) Construção 4297,10

3 IS05-14=0,282; IS06-14=0,701

IS10-19=1,444; IS10-20=0,821

IS14-17=0,638; IS14-23=0,589

(10-19) Construção 5948,90

[...]

19 IS03-08=0,105; IS04-05=0,152

IS04-08=0,000; IS08-09=0,069 (04-05) Construção 9402,00

20 IS03-08=0,105; IS08-09=0,069 (03-08) Construção 27079,00

21 IS03-09=0,000; IS08-09=0,069 (08-09) Construção 20567,00

22 - - - -

Resultados

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Resultados

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Resultados

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Resultados

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CASO 𝑃𝐺8

𝐵

(MW)

Perdas Elétricas

(kW)

Subestação

(MW)

Sem GD - 14,410 6,350611

Com GD 2,122113 8,178 4,222065

Bom desempenho do algoritmo para estabelecer uma topologia radial adequada para o sistema

Solução para indicar o melhor ponto de conexão da GD e sua capacidade ótima para minimizar as perdas elétricas na operação.

Trabalhos Futuros: Buscas dispersa como estratégia para aplicação na 1ª fase do algoritmo, gerando várias topologias como solução , selecionado por um critério posterior a solução, previamente estabelecido.

Conclusão

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OBRIGADA!

Pâmela Rugoni Belin pamelarugoni@gmail.com

(45) 9 9900-5161

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