Dissertação
Meta-heurísticas aplicadas em problemas de sistemas elétricos de potência com mercado atacadista de energia
Autor
Nepomuceno, Lucas Santiago
Institución
Resumen
This paper presents methodologies to address two important issues in the electrical
sector: Thermal Unit Commitment and Electric Power Transmission Expansion Planning.
Both will be addressed in the context of a decentralized Wholesale Electricity Market,
where sellers and buyers freely negotiate energy through hourly auctions on the Power
Exchanges (PX) platform. The problem of Profit-Based Unit Commitment (PBUC) will
be solved using metaheuristics and priority lists. The solution to this problem aims to
maximize the profit of a generation company by selling energy in the Day-Ahead market
and selling reserve in the Reserve Capacity market over 24 hours. Modifications are
proposed to improve the performance of the metaheuristic Genetic Algorithm (GA) in
solving the PBUC. The problem of Transmission Network Expansion Planning in Wholesale
Electricity Markets will be solved using the Grey Wolf Optimization (GWO) metaheuristic.
For this purpose, a stochastic model is proposed that takes into account uncertainties
regarding wind generation supply and Day-Ahead market demand. The objective of this
model is to assist the transmission network planner in identifying plans that improve the
economic efficiency of the system, prioritizing electricity transactions. Results obtained
from test systems show that the proposed methodologies are promising for real-world
applications. Esta dissertação apresenta metodologias para tratar duas questões importantes do
setor elétrico: o Unit Commitment Térmico e o Planejamento da Expansão da Transmissão
de Energia Elétrica. Ambas serão tratadas no contexto de um Mercado Atacadista de
Energia Elétrica descentralizado, onde vendedores e compradores negociam livremente a
energia e serviços correlatos através de leilões horários na plataforma Power Exchanges
(PX). O problema de Profit-Based Unit Commitment (PBUC) será solucionado através de
meta-heurísticas e lista de prioridades. A solução desse problema busca maximizar o lucro
de uma empresa de geração com a venda de energia no mercado do Dia Seguinte e a venda
de reserva do mercado de Capacidade de Reserva ao longo de 24 horas. Modificações
são propostas para melhorar o desempenho da meta-heurística Algoritmo Genético (AG)
na resolução do PBUC. O problema de Planejamento da Expansão da Rede de Transmissão em Mercados Atacadistas de Energia será resolvido através da meta-heurística
Grey Wolf Optimization (GWO). Para isso, é proposto um modelo estocástico que leva
em consideração as incertezas quanto à oferta de geração eólica e à demanda do mercado
Dia Seguinte. O objetivo deste modelo é ajudar o planejador da rede de transmissão a
identificar planos que melhorem a eficiência econômica do sistema, priorizando transações
de energia elétrica. Resultados obtidos com sistemas teste mostram que as metodologias
propostas são promissoras para aplicações em sistemas reais. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior