Otimização de custos residenciais de energia elétrica utilizando gerenciamento pelo lado da demanda

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Sousa, Rafael Denerson Ramos de
• Orientador(a): Donadel, Clainer Bravin
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Vitória
• Palavras-chave em Português: Energia elétrica – Consumo; Otimização combinatória; Programação heurística; Algorítmos genéticos; Engenharia elétrica; Sustentabilidade e meio ambiente
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/4463

RESUMO: Esta pesquisa desenvolve uma aplicação computacional capaz de otimizar custos residenciais de energia elétrica através da recondução de funcionamento de equipamentos elétricos residenciais para horários de menor custo tarifário. Na otimização proposta utilizaram-se as metaheurísticas GRASP Básico, GRASP Reativo, Algoritmo Genético e Metaheurística Híbrida, todas escolhidas por serem utilizadas em conjunto com algoritmos exatos em diversos problemas para obtenção de um conjunto-solução de facilidades localizadas. O método proposto foi aplicado em três casos de quarenta equipamentos elétricos residenciais utilizados como prova de conceito. Os resultados computacionais alcançados com a execução de GRASP Básico, GRASP Reativo, Algoritmo Genético e Metaheurística Híbrida para o deslocamento de carga foram comparados com a situação original da unidade consumidora (sem qualquer deslocamento de carga). No caso 1 apresentado, ao aplicar a metaheurística GRASP Básico houve uma redução de R$ 8,12 (16,90%) no valor base dos custos residenciais; economia de R$ 10,73 (21,73%) para o GRASP Reativo; melhora de R$ 13,93 (29,01%) para o Algoritmo Genético; e, R$ 14,65 (30,50%) com Metaheurística Híbrida. No caso 2, reduziu-se R$ 7,77 (24,18%) com o GRASP Básico, R$ 8,52 (26,54%) com GRASP Reativo, R$ 8,95 (27,88%) utilizando Algoritmo Genético, e R$ 9,06 (28,01%) com Metaheurística Híbrida. No caso 3, otimizou-se R$ 13,32 (16,85%) com o GRASP Básico, R$ 15,89 (20,09%) com o GRASP Reativo, R$ 18,20 (23,01%) com Algoritmo Genético, e R$ 21,78 (27,54%) com Metaheurística Híbrida, ressaltando assim a eficácia dos métodos propostos. Apesar da diferença no valor base dos custos residenciais justificar por si só aplicações deste tipo, podem ser verificados impactos significativos na operação do sistema elétrico de potência e, por consequência lógica, impactos no meio ambiente, uma vez que o custo marginal total de geração é maior no horário de ponta. Assim, ao se deslocar o consumo do horário de ponta para outros patamares horários, contribui-se diretamente para a redução do consumo no horário de ponta, permitindo a potencial postergação de investimentos em novos empreendimentos de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica que, sabe- se, podem impactar diretamente o meio ambiente.