Algoritmo em estrutura branch and bound aplicado ao problema da reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica

Abstract

O problema de reconfiguração de sistemas de energia elétrica consiste em modificar a topologia da rede para obter uma nova configuração radial, de forma que um objetivo seja atingido, geralmente a minimização de perdas. Este trabalho apresenta um algoritmo em estrutura branch and bound para resolver o problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica, que é modelado como um problema de Programação Não Linear Inteiro Misto (PNLIM). O algoritmo é uma versão melhorada do algoritmo em estrutura branch and bound originalmente apresentado por Merlin & Back em 1975. Assim, é sugerida: a utilização da proposta de Glover & Zionts para realizar o controle da árvore de branch and bound, o algoritmo de Prim para acelerar o processo de busca, uma proposta relacionada com testes de sondagem mais eficientes e o uso de algoritmos de fluxo de carga para redes radiais e fracamente malhadas mais eficaz. O objetivo é minimizar as perdas de potência ativa nos alimentadores. O algoritmo em estrutura branch and bound foi implementado em ambiente MATLAB. Para evidenciar a eficácia da metodologia proposta foram realizados testes em quatro sistemas conhecidos na literatura de 33, 69, 84 e 136 barras. A partir dos resultados obtidos, verifica-se o bom desempenho do algoritmo para encontrar as melhores soluções disponíveis na literatura.

O problema de reconfiguração de sistemas de energia elétrica consiste em modificar a topologia da rede para obter uma nova configuração radial, de forma que um objetivo seja atingido, geralmente a minimização de perdas. The distribution network reconfiguration problem consists of modifying the network topology to obtain a new radial configuration, so that an objective is achieved, usually loss minimization. This work presents an algorithm using a branch and bound structure to solve the distribution network reconfiguration problem, which is modeled as a Mixed Integer Nonlinear Programming problem (MINLP). The algorithm is an improved version of the branch and bound algorithm originally presented by Merlin & Back in 1975. Thus, it is suggested: the to use the Glover & Ziont’s proposal to carry out the control of the branch and bound tree, the Prim algorithm to accelerate the search process, a proposal related to more efficient sounding tests and the use of more efficient load flow algorithms for radial and weakly meshed networks. The objective is to minimize the active power loss in the feeders. The algorithm using a branch and bound structure is implemented in MATLAB R . To demonstrate the effectiveness of the proposed methodology, tests were carried out in four systems known in the literature of 33, 69, 84 and 136 buses. Based on two results obtained, the algorithm is checked or performed to find the best solutions available in the literature.