Algoritmo Evolutivo adaptativo via Multioperadores aplicado ao planejamento da Expansão de Sistemas de Transmissão.

Abstract

A solução do problema de Planejamento da Expansão da Transmissão (PET) visa determinar os investimentos em reforços à rede elétrica que devem ser realizados para se atender o crescimento do consumo de energia elétrica. A utilização de métodos de otimização exatos se torna inviável em muitos dos problemas PET para sistemas reais, pois a explosão combinatorial torna o custo computacional proibitivo. Nesse sentido, técnicas meta-heurísticas têm demonstrado ser uma excelente opção, apresentando resultados satisfatórios tanto do ponto de vista da qualidade das soluções quanto em relação ao desempenho computacional. Esta tese de doutorado tem como objetivo propor uma nova meta-heurística para resolução de problemas PET estático e de longo prazo. Baseada nos conceitos dos tradicionais algoritmos evolutivos, o algoritmo proposto utiliza multioperadores de busca e um mecanismo dinâmico para adaptação das probabilidades de seleção e aplicação destes operadores. Dois conjuntos de operadores estocásticos são propostos: evolutivos e especialistas. A formulação matemática adotada para o PET inclui a definição de um problema de programação linear, baseado no modelo de fluxo de potência DC com perdas, e um algoritmo para avaliação do critério de segurança “N-1”, utilizado para garantir um nível adequado de confiabilidade ao sistema. Como forma de reduzir o custo dos investimentos sem comprometer a confiabilidade, uma nova metodologia é proposta para avaliação do critério “N-1”, a qual relaxa os limites operacionais dos equipamentos permitindo um determinado nível de sobrecarga em caso de contingências simples. A ideia principal do algoritmo proposto é, a partir de um conjunto de operadores de busca com diferentes heurísticas, descobrir quais operadores são mais eficientes na resolução de um determinado problema PET, e em qual momento do processo de busca cada operador deve ser utilizado. O desempenho deste algoritmo é avaliado através de sua aplicação na resolução de problemas PET para duas redes bastante conhecidas na literatura da área: Sistema IEEE RTS-79 e Sistema Sul Brasileiro. Os resultados são amplamente discutidos.