An enhanced genetic algorithm to solve the static and multistage transmission network expansion planning

An enhanced genetic algorithm (EGA) is applied to solve the long-term transmission expansion planning (LTTEP) problem. The following characteristics of the proposed EGA to solve the static and multistage LTTEP problem are presented, (1) generation of an initial population using fast, efficient heuristic algorithms, (2) better implementation of the local improvement phase and (3) efficient solution of linear programming problems (LPs). Critical comparative analysis is made between the proposed genetic algorithm and traditional genetic algorithms. Results using some known systems show that the proposed EGA presented higher efficiency in solving the static and multistage LTTEP problem, solving a smaller number of linear programming problems to find the optimal solutions and thus finding a better solution to the multistage LTTEP problem. Copyright © 2012 Luis A. Gallego et al.

Application of an iterative method and an evolutionary algorithm in fuzzy optimization

This work develops two approaches based on the fuzzy set theory to solve a class of fuzzy mathematical optimization problems with uncertainties in the objective function and in the set of constraints. The first approach is an adaptation of an iterative method that obtains cut levels and later maximizes the membership function of fuzzy decision making using the bound search method. The second one is a metaheuristic approach that adapts a standard genetic algorithm to use fuzzy numbers. Both approaches use a decision criterion called satisfaction level that reaches the best solution in the uncertain environment. Selected examples from the literature are presented to compare and to validate the efficiency of the methods addressed, emphasizing the fuzzy optimization problem in some import-export companies in the south of Spain. © 2012 Brazilian Operations Research Society.

A genetic algorithm for crop rotation

In the last few years, crop rotation has gained attention due to its economic, environmental and social importance which explains why it can be highly beneficial for farmers. This paper presents a mathematical model for the Crop Rotation Problem (CRP) that was adapted from literature for this highly complex combinatorial problem. The CRP is devised to find a vegetable planting program that takes into account green fertilization restrictions, the set-aside period, planting restrictions for neighboring lots and for crop sequencing, demand constraints, while, at the same time, maximizing the profitability of the planted area. The main aim of this study is to develop a genetic algorithm and test it in a real context. The genetic algorithm involves a constructive heuristic to build the initial population and the operators of crossover, mutation, migration and elitism. The computational experiment was performed for a medium dimension real planting area with 16 lots, considering 29 crops of 10 different botanical families and a two-year planting rotation. Results showed that the algorithm determined feasible solutions in a reasonable computational time, thus proving its efficacy for dealing with this practical application.

Controlling traffic jams on urban roads modeled in Coloured Petri net using Genetic Algorithm

This paper presents an application to traffic lights control in congested urban traffic, in real time, taking as input the position and route of the vehicles in the involved areas. This data is obtained from the communication between vehicles and infrastructure (V2I). Due to the great complexity of the possible combination of traffic lights and the short time to get a response, Genetic Algorithm was used to optimize this control. According to test results, the application can reduce the number of vehicles in congested areas, even with the entry of vehicles that previously were not being considered in these roads, such as parked vehicles. © 2012 IEEE.

Distributed generators as providers of reactive power support - A market approach

Traditionally, ancillary services are supplied by large conventional generators. However, with the huge penetration of distributed generators (DGs) as a result of the growing interest in satisfying energy requirements, and considering the benefits that they can bring along to the electrical system and to the environment, it appears reasonable to assume that ancillary services could also be provided by DGs in an economical and efficient way. In this paper, a settlement procedure for a reactive power market for DGs in distribution systems is proposed. Attention is directed to wind turbines connected to the network through synchronous generators with permanent magnets and doubly-fed induction generators. The generation uncertainty of this kind of DG is reduced by running a multi-objective optimization algorithm in multiple probabilistic scenarios through the Monte Carlo method and by representing the active power generated by the DGs through Markov models. The objectives to be minimized are the payments of the distribution system operator to the DGs for reactive power, the curtailment of transactions committed in an active power market previously settled, the losses in the lines of the network, and a voltage profile index. The proposed methodology was tested using a modified IEEE 37-bus distribution test system. © 1969-2012 IEEE.

Alocação de canais em sistemas de comunicação celular empregando algoritmo genético distribuído

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método previsor-corretor primal-dual de pontos interiores em problemas multiobjetivo de despacho econômico e ambiental

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Alocação otimizada de dispositivos de proteção em sistema de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

O uso de rede neural artificial MLP na predição de estruturas secundárias de proteínas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Abordagens de sistemas inteligentes para a solução do problema de despacho econômico de geração

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Manobras ótimas de atitude de satélites artificiais utilizando algoritmos genéticos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise crítica de aspectos de modelagem matemática no planejamento da expansão a longo prazo de sistemas de transmissão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Valoração de serviços ancilares de geradores distribuídos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Projeto multicritério de filtros harmônicos passivos para instalações industriais utilizando técnicas de inteligência computacional

Devido ao auge do crescimento industrial na Região Norte e, em especial, o Pólo Industrial de Manaus (PIM), são necessários obter ferramentas matemáticas que facilitem ao especialista tomar decisões sobre a seleção e dimensionamento dos filtros harmônicos que proporcionam neutralizar os efeitos prejudiciais dos harmônicos gerados pelas cargas não lineares da indústria e alcançar conformidade com os padrões das normas de qualidade de energia correspondentes. Além disso, como os filtros harmônicos passivos têm a capacidade de gerar potência reativa à rede, estes meios são eficazes compensadores de potência reativa e, portanto, podem conseguir uma economia significativa no faturamento de energia elétrica consumida por essas instalações industriais. Esta tese tem como objetivo geral desenvolver um método matemático e uma ferramenta computacional para a seleção da configuração e parâmetros do projeto de um conjunto de filtros harmônicos passivos para sistemas elétricos industriais. Nesta ótica, o problema de otimização da compensação de harmônicos por meio de filtros passivos foi formulado como um problema multiobjetivo que considera tanto os objetivos da redução da distorção harmônica como da efetividade econômica do projeto considerando as características das tarifas brasileiras. Todavia, a formulação apresentada considera as restrições relevantes impostas pelas normas brasileiras e estrangeiras. A solução computacional para este problema foi conseguida, usando o algoritmo genético NSGA-II que determina um conjunto de soluções ótimas de Pareto (Fronteira) que permitem ao projetista escolher as soluções mais adequadas para o problema. Por conseguinte, a ferramenta computacional desenvolvida tem várias novidades como: não só calcula os parâmetros que caracterizam os filtros, como também seleciona o tipo de configuração e o número de ramos do filtro em cada barra candidata de acordo com um conjunto de configurações pré-estabelecidas; têm implementada duas normas para a avaliação das restrições de qualidade de energia (Prodist-Módulo 8 e IEEE 519-92) que podem ser selecionadas pelo usuário; determina soluções com bons indicadores de desempenho para vários cenários característicos e não característicos do sistema que permitem a representação das as variações diárias da carga; das variações dos parâmetros do sistema e dos filtros; avalia o custo das contas de energia numa rede elétrica industrial que tem diferentes condições de operação (cenários característicos); e avalia o efeito econômico de filtros de harmônicos como compensadores de potência reativa. Para desenvolver a ferramenta computacional adequada desta tese, foi empregado um modelo trifásico em coordenadas de fase para redes de energia elétrica industriais e de serviços onde foram feitos vários programas utilizando várias ferramentas computacionais adicionais. Estas ferramentas compreendem um programa de varredura de freqüência, um programa do fluxo de harmônicos por injeção de correntes e um programa de fluxo de potência à freqüência fundamental. Os resultados positivos desta tese, a partir da análise de vários exemplos práticos, mostram as vantagens do método desenvolvido.

Modelos equivalentes de parques eólicos usando algoritmos genéticos

Esta dissertação apresenta uma metodologia baseada em algoritmo genético (AG) para determinar modelos dinâmicos equivalentes de parques eólicos com geradores de indução em gaiola de esquilo ( GIGE) e geradores de indução duplamente alimentados ( GIDA), apresentando parâmetros elétricos e mecânicos distintos. A técnica se baseia em uma formulação multiobjetiva solucionada por um AG para minimizar os erros quadráticos das potências ativa e reativa entre modelo de um único gerador equivalente e o modelo do parque eólico investigado. A influência do modelo equivalente do parque eólico no comportamento dinâmico dos geradores síncronos é também investigada por meio do método proposto. A abordagem é testada em um parque eólico de 10MW composto por quatro turbinas eólicas ( 2x2MW e 2x3MW), consistindo alternadamente de geradores GIGE e GIDA interligados a uma barra infinita e posteriormente a rede elétrica do IEEE 14 barras. Os resultados obtidos pelo uso do modelo dinâmico detalhado para a representação do parque eólico são comparados aos do modelo equivalente proposto para avaliar a precisão e o custo computacional do modelo proposto.