Alocação ótima de religadores automáticos simplificados em redes de distribuição

Orientadora: Profa. Dra. Thelma Solange Piazza Fernandes Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa : Curitiba, 27/11/2020 Inclui referências: p. 86-88 Área de concentração: Sistemas de Energia Resumo: Dentre os estudos realizados na fase de planejamento da operação de redes de distribuição, tem os que visam alocar adequadamente equipamentos que promovam a qualidade da energia elétrica entregue aos consumidores, tais como os equipamentos de proteção. Um desses equipamentos, que tem se sobressaído devido à flexibilidade e baixo custo, são os religadores automáticos simplificados (RASs) que são equipamentos capazes de isolar automaticamente faltas permanentes. Mas, a fim de melhor atuar na melhoria dos indicadores de qualidade é importante realizar um adequado planejamento da alocação destes dispositivos. Deste modo, o presente trabalho propõe alocação de RASs em redes de distribuição tendo como objetivos a minimização de seus custo de instalação, manutenção e operação, priorizando a instalação dos mesmos em locais com índices de falha elevado, minimizando o tempo do retorno de investimento e diferentemente dos demais trabalhos, também mitigar os efeitos negativos de penalizações (multas) efetuadas pelo órgão regulador. Para tanto, formula-se um problema de otimização resolvido por meio de Algoritmos Genéticos (AG). Os testes foram realizados utilizando sistema IEEE-123 barras e um alimentador de uma distribuidora real. Para as simulações, três estratégias de alocação são propostas: indicação de número máximo de dispositivos a serem instalados; valor máximo em reais que se deseja investir; deixando o programa escolher a melhor estratégia (autônomo). Também são realizadas análises qualitativas dos resultados via gráficos de dispersão que apresentam as probabilidades relacionadas às alocações obtidas. Conclui-se que houve economia e obtenção de retorno de investimentos atrativos, que são tão mais atrativos quanto mais se investe, além de alocação de dispositivos em barras com índices de falhas elevados. A formulação proposta por esse trabalho pode ser aplicada a diversos arranjos utilizados por distribuidoras a fim de propiciar adequado gerenciamento da alocação de RASs. Palavras-Chave: Alocação. Religadores. Redes de Distribuição. Algoritmos Genéticos. Multas. Retorno de Investimento. Abstract: Among the studies carried out in planning distribution networks operation, are those that aim to properly allocate equipment that promotes the quality of delivered electric energy to consumers, such as protective equipment. One of such devices, which has stood out due to its flexibility and low cost, is the simplified automatic reclosers (RASs), which are capable of automatically isolating permanent faults. However, in order to better act in the improvement of the quality indicators, it is important to carry out an adequate planning for the allocation of these devices. Thus, the present work proposes the allocation of RASs in distribution networks with the objective of minimizing their installation, maintenance and operation costs, prioritizing their installations in locations with high failure rates, minimizing the time of return on investment and, unlike other works, also mitigates the negative effects of penalties (fines) made by the regulatory agency. To this end, it is formulates an optimization problem solved by Genetic Algorithms (AG). The tests were performed using the IEEE- 123 bus system and a real distributor feeder. For the simulations, three allocation strategies are proposed: indication of the maximum number of devices to be installed, maximum value in reais to be invested or letting the program choose the best (standalone) strategy. Qualitative analyzes of the results are also performed via dispersion plots that present the probabilities related to the allocations obtained. The results present attractive return on investments, which are more attractive the more it is invested, and in addition the allocation of devices occurred at buses with high failure rates. The proposed formulation can be applied to several arrangements used by distributors in order to provide adequate management of the allocation of RASs. Keywords: Allocation. Reclosers. Distribution Networks. Genetic Algorithms. Fines. Return of Investment.