Alocação de bancos de capacitores em sistema de distribuição de energia elétrica utilizando algoritmos genéticos

Abstract

Resumo : O crescente aumento da demanda tem tornado o gerenciamento dos níveis de potência reativa cada vez mais importante a fim de se contornar problemas de qualidade do fornecimento, tais como, aumento das perdas ativas, quedas de tensão e tensões fora dos limites regulamentados. Uma maneira de se melhorar o desempenho de redes de distribuição que apresentam esses problemas é através da instalação de banco de capacitores. Assim, esse trabalho se propõe a implementar a técnica de Algoritmos Genéticos na busca ótima dos tipos de banco de capacitores (fixo ou automático), tamanhos dos bancos (em kvar) e localizações dos mesmos em alimentadores de distribuição. A formulação adotada utiliza, além dos critérios de otimização comumentemente utilizados, como por exemplo, a minimização das perdas ativas, dos custos dos capacitores e a penalização dos limites de tensão, critérios como, a penalização de quedas de tensão acima de 4% a partir da saída do alimentador e a minimização de correntes inrush que surgem quando da energização dos bancos de capacitores. A penalização das quedas de tensão é um critério complementar a fim de se garantir alternativamente a qualidade do fornecimento. Já a minimização das correntes inrush tem como objetivo obter espaçamentos ótimos entre os bancos a fim de se evitar que essascorrentes atinjam valores elevados e, por exemplo, danifiquem elos fusíveis das chaves quando das energizações ao longo dos períodos considerados. A formulação ainda considera diferentes situações de carregamento e diferentes dias da semana de modo a satisfazer simultaneamente todos os períodos considerados. Os resultados são apresentados através de sistemas radiais de 11 e 70 barras

Abstract : The increasing of the demand has become the management of the reactive power levels, more and more important in order to resolve problems of quality, such as, increase of the active losses and voltages limitations. A way of improving the performance of networks distributions that present these problems are through the installation of capacitors. Thus, this work implemented the technique of Genetic Algorithms to search types of capacitors banks (fixed or automatic), sizes of the banks (kvar) and localization of the same ones in a distribution feeder. The adopted formulation uses, beyond the commonly optimization criteria, for example, the minimization of the active losses, the capacitors costs and the voltage limits penalization, others as, the voltage falls penalization above 4% from the exit of the feeder and the minimization of the inrush current that appears when the banks of capacitors are energized. The voltage falls penalization is acomplementary criterion in order to, alternatively, guarantee the quality of the supply. Already, the minimization of the inrush current has as objective to get optimal distances, between the banks in order to prevent that these currents reach high values that can they damage the fuses when they are energized. The formulation still considers different shipment situations and different days of the week in order to satisfy all the periods simultaneously considered. The results are presented through radial systems of 11 and 70 buses