Alocação simultânea de bancos de capacitores e reguladores de tensão em sistemas de distribuição usando algorítmos genéticos e fluxo de potência ótimo

Abstract

Resumo : O alto nível de potência reativa demandada nos sistemas de distribuição, o aumento das cargas e as perdas técnicas resultam em variações de tensão nas barras e comprometimento da qualidade da energia elétrica fornecida. Para se assegurar essa qualidade, utilizam-se dispositivos que permitam realizar um controle efetivo da tensão, da potência reativa e do fator de potência. Entre estes dispositivos estão o Regulador de Tensão – RT e o Banco de Capacitores – BC, que são alocados neste trabalho através da utilização dos Algoritmos Genéticos – AG, juntamente com o Fluxo de Potência Ótimo – FPO com base no Método Primal-Dual de Pontos Interiores. A estratégia proposta é a adoção dos AG para a alocação de BC, estabelecendo o tipo de banco (fixo ou automático) e a potência (em kvar) e, também a alocação de RT, estabelecendo o ajuste da tensão de saída dos mesmos. Já o FPO se responsabiliza pela solução do fluxo de carga e ajuste dos taps dos RT que asseguram os níveis de tensão nas saídas dos RT que são especificados pelos AG para os diversos patamares de carga. A formulação matemática para a metodologia é baseada em critérios de minimização dos custos de perda de potência ativa, das penalizações por violação de tensão e queda de tensão e dos custos dos equipamentos alocados. Os resultados para o algoritmo proposto são apresentados para sistemas de distribuição radiais de 11 e 70 barras de BARAN e WU (1989)

Abstract : The high reactive power level demanded at the distribution systems, the increase of loads and consequence technical losses introduces variations at the buses voltage magnitudes, which compromises the quality of the supplied electric energy. To assure a quality, some devices are used to allow an effective control of the voltage magnitude, of the reactive power and the factor of power. Between these devices they are the Voltage Regulator – RT and the Bank of Capacitors – BC, which will be allocated in this work through the Genetic Algorithms – AG, together with the Optimal Power Flow – FPO based on the Interior Points Method. The strategic proposed is the adoption of the AG to the allocation of BC with the specification of the type of bank (fixed or automatic) and the power (in kvar), and also, for the allocation of RT with the adjustment of the exit voltage of them, while the FPO is responsible for the resolution of the power balance equations and the adjustments of the taps of the RT in order to get the voltage level specified by the AG for the diverse load levels. The mathematical formulation for the methodology is based on minimization of the loss cost of active power, weighting the voltage violations, fall of voltage and the costs of the placed equipment. The results for the considered algorithm are presented for radial distribution systems of 11 and 70 buses