Planejamento estocástico da expansão de sistemas de transmissão de energia elétrica baseado em critério de dominância

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Miranda, Felipe Laure lattes
Orientador(a): Oliveira, Leonardo Willer de lattes
Banca de defesa: Almeida, Katia Campos de lattes, Coelho, FranciscoCarlos Rodrigues, Silva Junior, IvoChaves da lattes, Passos Filho, João Alberto
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Faculdade de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17847
Resumo: Este trabalho apresenta as ferramentas desenvolvidas para suporte ao planejamento multiobjetivo da expansão da transmissão (PET) na presença de múltiplas incertezas, entre estas: (i) indisponibilidade de equipamentos de geração e transmissão; (ii) comportamento da carga; (iii) intermitência de fontes renováveis eólicas. Os algoritmos Non-Dominated - Monte Carlo Simulation (ND-MCS) e Improved Non-Dominated - Monte Carlo Simulation (IND-MCS) desenvolvidos permitem, através da estimação de confiabilidade, uma abordagem eficiente e estocástica do PET baseado em Simulação Monte Carlo (SMC) e critérios probabilísticos de Pareto, resultando em considerável redução de esforço computacional quando comparados ao método de SMC convencional. Além disso, uma rede de Máquinas de Vetores de Suporte (SVM) é incorporada aos algoritmos desenvolvidos para aumentar a robustez do método. A metodologia é aplicada ao Multi-objective Grey Wolf Optimization (MOGWO), associado a um critério Fuzzy de tomada de decisão para definição das estratégias de expansão baseadas nas soluções Pareto-ótimas. Os estudos de caso demonstram que a representação das incertezas ao longo do processo de busca (a priori) permite uma melhor busca no espaço de soluções devido à sua capacidade de identificar soluções candidatas não dominadas e, portanto, atrativas ao longo das etapas de otimização. Os resultados são encontrados com considerável eficiência computacional quando comparados ao método probabilístico convencional, encontrando múltiplas soluções sob diferentes critérios de planejamento e incertezas, o que pode fornecer soluções abrangentes e realistas ao planejador do sistema.
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Os algoritmos Non-Dominated - Monte Carlo Simulation (ND-MCS) e Improved Non-Dominated - Monte Carlo Simulation (IND-MCS) desenvolvidos permitem, através da estimação de confiabilidade, uma abordagem eficiente e estocástica do PET baseado em Simulação Monte Carlo (SMC) e critérios probabilísticos de Pareto, resultando em considerável redução de esforço computacional quando comparados ao método de SMC convencional. Além disso, uma rede de Máquinas de Vetores de Suporte (SVM) é incorporada aos algoritmos desenvolvidos para aumentar a robustez do método. A metodologia é aplicada ao Multi-objective Grey Wolf Optimization (MOGWO), associado a um critério Fuzzy de tomada de decisão para definição das estratégias de expansão baseadas nas soluções Pareto-ótimas. Os estudos de caso demonstram que a representação das incertezas ao longo do processo de busca (a priori) permite uma melhor busca no espaço de soluções devido à sua capacidade de identificar soluções candidatas não dominadas e, portanto, atrativas ao longo das etapas de otimização. Os resultados são encontrados com considerável eficiência computacional quando comparados ao método probabilístico convencional, encontrando múltiplas soluções sob diferentes critérios de planejamento e incertezas, o que pode fornecer soluções abrangentes e realistas ao planejador do sistema.This work presents the developed tools to support multi-objective transmission expansion planning (TEP) in the presence of multiple uncertainties, including: (i) unavailability of generation and transmission equipment; (ii) load behavior; (iii) intermittency of wind renewable sources. The Non-Dominated - Monte Carlo Simulation (ND-MCS) and Improved Non-Dominated - Monte Carlo Simulation (IND-MCS) algorithms developed allow, through reliability estimation, an efficient and stochastic approach to TEP based on Monte Carlo Simulation (MCS) and probabilistic Pareto criteria, resulting in considerable reduction in computational effort when compared to the conventional MCS method. In addition, a Support Vector Machines (SVM) network is incorporated into the developed algorithms to increase the robustness of the method. The methodology is applied to Multi-objective Grey Wolf Optimization (MOGWO), associated with a Fuzzy decision-making criterion to define expansion strategies based on Pareto-optimal solutions. The case studies demonstrate that the representation of uncertainties throughout the search process (a priori) allows a better search in the solution space due to its ability to identify non-dominated and therefore attractive candidate solutions throughout the optimization steps. The results are found with considerable computational efficiency when compared to the conventional probabilistic method, finding multiple solutions under different planning criteria and uncertainties, which can provide comprehensive and realistic options to the system planner.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Engenharia ElétricaUFJFBrasilFaculdade de EngenhariaAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAPlanejamento da expansão da transmissãoOtimização multi-objetivoSimulação Monte CarloConfiabilidadeGeração eólicaTransmission expansion planningMulti-objective optimizationReliabilityWind generationPlanejamento estocástico da expansão de sistemas de transmissão de energia elétrica baseado em critério de dominânciainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALfelipelauremiranda.pdffelipelauremiranda.pdfapplication/pdf4304755https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/17847/1/felipelauremiranda.pdf3fc791fceb9afd25b72252f5a5c13f75MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/17847/2/license_rdfc4c98de35c20c53220c07884f4def27cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/17847/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTfelipelauremiranda.pdf.txtfelipelauremiranda.pdf.txtExtracted texttext/plain302527https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/17847/4/felipelauremiranda.pdf.txtbbb3e4e78e4f5a3df642bdf87f735461MD54THUMBNAILfelipelauremiranda.pdf.jpgfelipelauremiranda.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1153https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/17847/5/felipelauremiranda.pdf.jpg8a040c19e38105217fd192758bf0d79fMD55ufjf/178472024-11-30 04:06:24.562oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/17847Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2024-11-30T06:06:24Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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