Planejamento da expansão de sistemas de transmissão: avaliação de metaheurísticas e critérios de segurança.

Abstract

O problema de planejamento de expansão da transmissão (PET) deve responder às seguintes questões: quais reforços são necessários para atender o crescimento de consumo de energia elétrica, e ainda, onde e quando deverão ser alocados. Quando incertezas internas são consideradas, o objetivo consiste em selecionar o plano de expansão que melhor atende a demanda futura de carga com mínimo custo e máxima qualidade de energia. A consideração de incertezas externas também possui um papel essencial de forma a obter planos de expansão mais flexíveis ou robustos, capazes de suportar os diferentes cenários futuros. Dentre inúmeras técnicas de otimização, as metaheurísticas têm apresentado os melhores resultados para a solução deste problema por possuir características que permitem uma melhor exploração do espaço evitando o aprisionamento em ótimos locais. Inicialmente, esta tese tem como objetivo comparar várias destas técnicas considerando uma abordagem dinâmica (i.e., cronológica) e determinística. Seus desempenhos são avaliados quanto à qualidade dos planos encontrados e seus respectivos esforços computacionais. Atenção também é dada a definição de critérios de segurança a serem atendidos nos estudos de planejamento. É levantada uma discussão sobre a adoção do critério determinístico “N-1” e o atendimento de índices de confiabilidade a partir de estudos de casos. Baseada nesta discussão, é proposta uma metodologia eficiente para classificação de contingências de até 3ª ordem baseada em índices de desempenho. A partir de tais índices, são apontados novos critérios de segurança em alternativa aos índices de confiabilidade, já que não há um consenso entre as empresas do setor elétrico sobre valores aceitáveis, e ao critério determinístico “N-1” que configura em uma ação cautelosa podendo conduzir a elevados investimentos. Ao final é desenvolvida uma ferramenta computacional capaz de avaliar sistemas de grande porte incluindo o atendimento a critérios de segurança além de permitir a definição de uma ordem de mérito para o despacho de unidades de geração.