Planejamento da expansão de sistemas de distribuição de energia elétrica integrando confiabilidade e incertezas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Souza, Jonas Villela de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: confiabilidade; distributed generation; distribution system expansion planning; geração distribuída; incertezas; mixed-integer linear programming; planejamento da expansão de sistemas de distribuição; programação linear inteira mista; reliability; uncertainties
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-10022025-103248/

O crescente consumo de energia elétrica e a integração de fontes renováveis de Geração Distribuída (GD) impõem desafios ao Planejamento da Expansão de Sistemas de Distribuição (PESD), devido à intermitência dessas fontes e às incertezas na geração e demanda. Para enfrentar esses desafios, esta tese de doutorado propõe um modelo de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) que integra as incertezas associadas a demanda da carga e a GDs baseados em fontes renováveis de energia (solar e eólica) e a inclusão explicita dos índices de confiabilidade no escopo do PESD multiestágio. O modelo utiliza programação estocástica baseada em cenários, visa minimizar o custo total esperado, considera investimentos e custos operacionais associados à incerteza na geração e na demanda. Além disso, inclui métricas práticas para avaliar o impacto da confiabilidade do sistema, abordando incertezas, tempo de restauração e operações de chaveamento. A validação foi realizada em três redes teste (24, 54 e 86 barras), comparando cenários com e sem alocação coordenada da GD e a inclusão dos índices de confiabilidade. Os resultados destacam a eficácia do modelo em reduzir custos e aumentar a confiabilidade, com significativa redução do Custo Total Presente Líquido (TPV) total devido à menor necessidade de geração centralizada e perdas técnicas. A inclusão de índices de confiabilidade otimizou o planejamento, reduzindo interrupções e seus impactos econômicos. A análise mostrou que a alocação da GD altera a configuração da rede, reduzindo a necessidade de investimentos em subestações e transformadores de alta capacidade, mas pode demandar adaptações, como linhas de maior capacidade. Desta forma, o modelo proposto contribui para um planejamento mais eficiente, confiável e econômico, atendendo à crescente demanda energética, mesmo frente às incertezas da geração renovável e da demanda.