Coordenação de relés de sobrecorrente em sistemas elétricos de potência utilizando metaheurísticas bio-inspiradas: uma abordagem considerando o algoritmo de busca dos cucos via voos de lévy - Fagundes, Arian Rodrigues (2020)
A segurança e a robustez do Sistema Elétrico de Potência (SEP) são garantidas por esquemas de proteção comandados por relés. Esses relés têm por função identificar anomalias, localizá-las e alertar a operação do sistema, realizando o disparo de alarmes, sinalizações e comandos. O primeiro mecanismo de socorro contra as falhas do sistema é o relé de proteção primária, que deverá atuar como a proteção de retaguarda somente em caso de irregularidade no funcionamento do sistema primário. Um dos problemas decorrentes do uso de Relés de Sobrecorrente (RSs) diz respeito à sua coordenação, que visa obter a configuração ótima de modo que as faltas sejam extintas rapidamente em qualquer que seja o local de sua ocorrência, mesmo quando o relé mais próximo ao defeito venha a falhar. No que tange à coordenação dos RSs, comumente podem ser citados dois ajustes a serem otimizados: a configuração do múltiplo de tempo e do múltiplo de corrente. Logo, a coordenação dos relés de sobrecorrente é definida como um problema de minimização do tempo de operação dos relés sob condições de seletividade. Diante disso, encontrou-se a motivação necessária para a realização desta pesquisa, que tem como objetivos abordar, avaliar e validar a aplicabilidade de metaheuristicas bio-inspiradas para resolução do problema de coordenação dos relés de sobrecorrente e compará-las com outras metodologias existentes, reportadas na literatura específica. Este trabalho foi desenvolvido nas instalações da UNIPAMPA, sendo o material utilizado disponibilizado pelo Grupo de Pesquisa em Energia e Sistemas Elétricos de Potência (Gesep). A proposta contempla a formulação matemática do problema de coordenação dos relés em quatro diferentes situações de teste, sendo dois sistemas radiais e dois sistemas malhados. Os relés de sobrecorrente utilizados seguem a Norma IEC de curva de tempo normal, e a solução da coordenação é obtida por meio da utilização das técnicas de otimização matemática conhecidas por metaheurísticas, inspiradas no comportamento de elementos da natureza, sendo elas: Algoritmo dos Vagalumes, Otimização por Enxame de Partículas e Algoritmo de Busca dos Cucos. A implementação e simulação dos casos foram realizadas em ambiente Matlab. Os resultados encontrados com os métodos testados são satisfatórios e mostram a possibilidade de alcançar soluções de qualidade igual ou superior quando comparados aos estudos de outras metodologias disponíveis na literatura especifica. Dentre as três metodologias implementadas, os ajustes obtidos via Algoritmo dos Cucos reportaram as soluções de melhor qualidade para a parametrização dos relés de proteção dos casos simulados. À medida que aumenta a complexidade do problema, com o acréscimo de restrições e de variáveis de decisão, e, principalmente para problemas de programação não-linear, as heurísticas surgem como alternativa mais viável na busca da melhor solução.