Autores: Thiago A. Moreira 1 Murilo da Silva 1 Marcelo F. Castoldi 1 Silvio. A. Souza 1 Paulo C. Lazarini 2 Cintia B. S. Silva 2

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Minimização das perdas e custos de operação em um sistema de distribuição utilizando alocação de banco de capacitores e evolução diferencial binária com

1 Minimização das perdas e custos de operação em um sistema de distribuição utilizando alocação de banco de capacitores e evolução diferencial binária com restrições de qualidade de fornecimento 1 2 Autores: Thiago A. Moreira 1 Murilo da Silva 1 Marcelo F. Castoldi 1 Silvio. A. Souza 1 Paulo C. Lazarini 2 Cintia B. S. Silva 2

2 Introdução Aumento da demanda de energia Crescimento do SEP Complexidade de operação Busca contínua por técnica de gerenciamento e controle Operação ótima e confiável Padrões de qualidade

3 Introdução Otimização do SEP Redução do carregamento do SEP Correção no fator de potência. Redução das perdas; Melhora do nível de tensão;

4 Identificação do problema Alocação de Banco de Capacitores Envolve: Localização; Tipo (fixo ou automático); Valor nominal; Quantidade e Custo Restrições operativas Nível de tensão (mínimo e máximo); Fator de potência; Distorção harmônica; Ressonância harmônica.

5 Formulação do Problema Alocação de Banco de Capacitores mim. FO minimizar perdas/custo s. a I = restrições de igualdade D = restrições de desigualdade

6 Evolução Diferencial Evolução diferencial t t + 1 = x r1 + F(x r2 x r3 ) Evolução diferencial binária se rand1 < rand2 ij t + 1 = 1 x r1j (t)

7 Metodologia Função Objetivo minimizar = Custo + Perdas + Restrições FO = nb b=1 C b 10 + nd d=1 P d. Pe d 100 nd +. d=1 nr r=1 R rd w rd C b - Custo de instalação na barra b P d - Perdas no sistema na demanda d P ed - Intervalo de tempo para demanda d R rd - Restrição operativa w rd - Peso da restrição nb - Número de barras nd - Número de níveis de demanda nr Número de restrições

8 Metodologia Restrições Nível de tensão máximo/mínimo nas barras Fator de potência máximo/mínimo na substação Ressonância harmônico no ponto de instalação do BC 3ª, 5ª e 7ª ordens harmônicas h rp x x c l

9 Metodologia Restrições operativas Sujeito a - 0,93V n V ij 1.05V n 0,92 fp 1j 0,99 (indutivo r 3 r < 5 r > 7 V n - Tensão nominal i = 1,2,, b j = 1,2,, d fp 1j = fp na se na demanda d b - Número de barras do sistema d - Número de níveis de demanda

10 Metodologia Representação dos Bancos de capacitores Custo, tipo e representação dos capacitores Tipo Banco (kvar) Representação Custo (R$) Fixo Fixo Fixo Fixo Automático Automático Automático Automático

11 Resultados Sistema de potência analisado Alimentador Real Concessionária de São Paulo Barras

12 Resultados População Inicial 200 Indivíduos aleatórios Níveis de carregamento Dmax - 100% Dmin - 67,5% Intervalo de tempo para os carregamentos Pe Dmax - 0,75 Pe Dmin - 0,25

13 Método de pesquisa Constante de reprodução CR = 0,3 Taxa de mutação TM = 0,05 Critério de parada 100 gerações

14 Resultados RESPOSTA DO ALGORITMO BDE Dmax Sem BC Em Operação Alocação BDE fp (%) 90,04 93,87 92,04 Queda (%) 2,23 2,15 1,97 Perdas 21,58 20,70 20,55 (kw) Dmim fp (%) 90,18 95,59 93,08 Queda (%) 1,49 1,41 1,24 Perdas 9,72 9,17 9,13 (kw) Custo (R$) Total (kvar) Nº de BCs Barra

15 Resultados RESULTADO DE QUINZE TESTES CONSECUTIVOS COM BDE Dmax Média Desvio Padrão fp (%) 92,04 0,00002 Queda (%) 2,00 0,02 Perdas (kw) 20,54 0,01 Dmim fp (%) 93,08 0,00004 Queda (%) 1,27 0,02 Perdas (kw) 9,10 0,01 Custo (R$) Total (kvar) Nº de BCs 1 0

16 Conclusão Alocação de bancos de capacitores Evolução Diferencial Binária Robusto e de fácil aplicação ao problema; Rápida convergência; Capaz de minimizar problemas conflitantes; Obtenção de soluções factíveis (atendimento as restrições)

17 Obrigado pela atenção! Contatos Thiago A. Moreira - thiagoalvesmoreira@gmail.com Murilo da Silva - murilosilva@utfpr.edu.br Marcelo F. Castoldi - marcastoldi@utfpr.edu.br Silvio. A. Souza - silviosouza@utfpr.edu.br Paulo C. Lazarini - lazarini@cpfl.com.br Cintia B. S. Silva - cintiabeatriz@cpfl.com.br

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