Planejamento da expansão da distribuição de energia elétrica e capacidade de acomodação de recursos energéticos distribuídos - Monteiro, Felipe Markson dos Santos (2023)
O planejamento da expansão de sistemas de distribuição de energia elétrica é a etapa na qual as empresas distribuidoras buscam realizar estudos para o atendimento de novas unidades consumidoras, respeitando as regulamentações impostas. Nos últimos anos, o setor de distribuição de energia elétrica vem encontrando desafios no planejamento destas redes de distribuição devido aos desafios de integração de recursos energéticos distribuídos (geradores de energia, armazenadores de energia e estações de carga de veículos elétricos). Porém, ao se analisar a literatura acadêmica, não foi encontrado um modelo matemático que seja possível analisar de forma geral o impacto destes recursos energéticos no planejamento da expansão do sistema de distribuição. Desta forma, esta tese apresenta um modelo matemático bi-objetivo de otimização inteira-mista que integra o conceito de capacidade de acomodação de recursos energéticos distribuídos ao problema de planejamento da expansão tradicional. O planejamento da expansão ocorre através da escolha de topologia, recondutoramento, instalação de transformadores, redimensionamento ou construções de subestações e instalação de geradores distribuídos que podem ser controlados pela empresa distribuidora. Esta tese também apresenta uma forma de solucionar o modelo proposto através de um método hierárquico com ∈-restrito. Os resultados apresentados nesta tese demonstram que os maiores impactos na capacidade de acomodação de recursos energéticos distribuídos e no custo da expansão do sistema de distribuição estão diretamente relacionados à capacidade da empresa distribuidora de alterar o perfil de fluxo de corrente do sistema de distribuição, através do controle do despacho de recursos energéticos. Também foi possível obter uma estimativa da relação entre a capacidade de acomodação e custos com o planejamento da expansão. Por fim, observou-se que nem todas as soluções que elevam os custos causam diretamente o aumento da capacidade de acomodação e vice-versa, justificando a abordagem de solução proposta.