Algoritmos heurísticos de otimização da proteção e manobra em redes de distribuição de energia
Abstract
As novas regulamentações do setor elétrico têm solicitado das concessionárias de distribuição de energia
elétrica uma maior eficiência no desempenho de seus sistemas, exigindo níveis de qualidade e de continuidade
de energia cada vez mais rigorosos. No que se refere ao Brasil, a privatização das empresas distribuidoras está
conduzindo à incorporação de novas políticas de planejamento e operação, que necessariamente levam em
consideração a confiabilidade do sistema e suas restrições econômicas. Desta forma as empresas estão buscando
responder objetivamente o quanto é necessário investir em seus sistemas visando uma continuidade segura e
econômica para seus consumidores.
Em nível de planejamento existem diversas alternativas, tais como sistemas cada vez mais complexos e
de maior flexibilidade, novos alimentadores que permitem diversas possibilidades de transferência de carga,
seccionamento de trechos defeituosos, equipamentos de manobra e proteção telecomandados e subestações
supervisionadas dotadas de dispositivos de auxílio à localização de falhas. Entretanto, essas alternativas
geralmente implicam em investimentos de grande magnitude e nem sempre de fácil mensuração dos resultados,
pois os benefícios acabam agregando-se a outras ações realizadas.
Já em nível operacional, é possível almejar resultados em médio e curto prazos, através do
dimensionamento eficiente das equipes de emergência, planos de manobra e manutenção, estudos de
contingência, reajuste dos dispositivos de proteção e utilização estratégica de dispositivos de proteção e manobra
entre outros.
As empresas distribuidoras de energia possuem áreas de planejamento e operação, as quais definem as
melhores práticas através da experiência dos profissionais associadas à utilização de ferramentas
computacionais. Tradicionalmente, essas ferramentas auxiliam os profissionais através da realização de
simulações de fluxo de potência, curto-circuito, cálculos de perda, cordenogramas de proteção, entre outros.
Mais recentemente, surgiram algumas propostas de ferramentas e métodos capazes de realizar simulações
de confiabilidade, sendo através dos indicadores de continuidade tais como DIC, FIC, DEC e FEC mediante
alternativas de topologia e equipamentos da rede, conforme desenvolvido por Violin e Martinez [2004], do
número de consumidores ou energia não fornecida mediante a inserção ou remoção de equipamentos,
demonstrado por Abaide [2005], ou até mesmo reduzindo o número de consumidores interrompidos através da
reconfiguração emergencial de rede descrita por Bernardon [2007]. Mas, normalmente, simplificações são
assumidas na elaboração destas alternativas, principalmente ao que se refere aos dispositivos de proteção, sendo
considerados completamente estáveis, verificando-se apenas a possibilidade da operação por sobrecarga e
desconsiderando interrupções indevidas mediante a descoordenação dos dispositivos de proteção.
Esta tese visa apresentar os algoritmos desenvolvidos aliados a uma ferramenta computacional, a qual
possibilita determinar as melhores alternativas de distribuição de recursos visando o aumento da confiabilidade
das redes de distribuição, segundo os critérios básicos de continuidade incluindo o relacionamento dinâmico
entre dispositivos de proteção e manobra.
A ferramenta desenvolvida também é capaz de determinar automaticamente os ajustes de todos os
dispositivos de proteção tradicionalmente utilizados nas redes de distribuição de energia de modo a obter a
melhor aplicação técnica e econômica.
Como resultados, são apresentados estudos de casos com dados reais das concessionárias de energia
elétrica, com o objetivo de comprovar a eficiência dos métodos propostos.