Análise e desenvolvimento de algoritmos eficientes de programação linear para o problema de planejamento de sistemas de transmissão a longo prazo

Abstract

O problema de planejamento de sistemas de transmissão é um problema de programação não-linear inteira mista (PNLIM) quando é usado o modelo DC. Praticamente todos os algoritmos usados para resolver este problema utilizam uma subrotina de programação linear (PL) para resolver problemas de PL resultantes do algoritmo de solução do problema de planejamento. Às vezes a resolução desses problemas de PL representa o maior esforço computacional dos algoritmos de planejamento. A particularidade desses problemas de PL é que, na solução ótima, apenas algumas restrições de desigualdade estão ativas. Este trabalho considera a formulação e a implementação computacional de vários algoritmos de PL resultantes, ou seja, os algoritmos propostos fazem modificações nos problemas de PL resultantes dos modelos de transportes e DC de maneira que apresentam uma única restrição de igualdade, a equação de balanço de potência ativa, e muitas restrições de desigualdade. É usado um algoritmo dual simplex canalizado e uma estratégia de relaxação para resolver esses problemas de PL que inicia o processo de otimização com uma única restrição de igualdade e, em cada passo, é adicionada a restrição mais violada. Portanto, a lógica de trabalho é parecida com a proposta apresentada por Brian Stott para o planejamento da operação de sistemas elétricos. Os resultados encontrados mostram um desempenho superior do algoritmo quando comparados com métodos do tipo primal simplex.

The transmission network planning problem is a non linear integer mixed programming problem (NLIMP) which used the DC model. Most of the algorithms used to solve this problem use a linear programming subroutine (LP) to solve LP problems resulting from planning algorithms. Sometimes the resolution of these LP problems represents a major computational effort of planning algorithms. The particularity of these LP problems in optimal solution is that only some inequality constraints are binding. This work considers the formulation and the computational implementation of algorithms several of the LP problems resulting, i.e., the proposed algorithms make modifications in the LP problems resulting of the transports and DC models so that present an only equality constraint, only one equality constraint, the power flow equation, and many inequality constraints. It is used a dual simplex algorithm and a relaxation strategy to solve these LP problems_ which start the optimization process with only one equality constraint and, in each step, the most unfeasible constraint is added. Then, the logic used is similar to the proposal presented in Brian Stott for electric systems operation planning. The results show a higher performance of the algorithm when compared to primal simplex methods.