A new solution to the optimal power flow problem

A new approach to solving the Optimal Power Flow problem is described, making use of some recent findings, especially in the area of primal-dual methods for complex programming. In this approach, equality constraints are handled by Newton's method inequality constraints for voltage and transformer taps by the logarithmic barrier method and the other inequality constraints by the augmented Lagrangian method. Numerical test results are presented, showing the effective performance of this algorithm. © 2001 IEEE.

Global analysis of aerodynamics deflectors efficiency in the grinding process

The conventional, grinding methods in some cases are not very efficient because the arising of thermal damages in the pieces is very common. Optimization methods of cutting fluid application in the grinding zone are essential to prevent thermal problems from interaction of the wheel grains with the workpiece. surface. The optimization can happen through the correct selection of the cut parameters and development of devices that eliminate air layer effects generated around the grinding wheel. This article will collaborate with the development of an experimentation methodology which allows evaluating, comparatively, the performance of the deflectors in the cutting region to minimize the air layer effect of the high speed of the grinding wheel. The air layers make the cutting fluid jet to dissipate in the machine. An optimized nozzle was used in order to compare the results with the conventional method (without baffles or deflectors) of cutting fluid application. The results showed the high eficciency of the deflectors or baffles in the finish results. Copyright © 2006 by ABCM.

Artificial immune systems applied to optimal capacitor placement in radial distribution networks

The capacitor placement problem for radial distribution networks aims to determine capacitor types, sizes, locations and control scheme. This is a combinatorial problem that can be formulated as a mixed integer nonlinear program. The paper presents an algorithm inspired in artificial immune systems and developed for this specific problem. A good performance was obtained through experimental tests applied to known systems. © 2006 IEEE.

Optimal phasor measurement units placement for fault location on overhead electric power distribution feeders

This paper proposes a new approach for optimal phasor measurement units placement for fault location on electric power distribution systems using Greedy Randomized Adaptive Search Procedure metaheuristic and Monte Carlo simulation. The optimized placement model herein proposed is a general methodology that can be used to place devices aiming to record the voltage sag magnitudes for any fault location algorithm that uses voltage information measured at a limited set of nodes along the feeder. An overhead, three-phase, three-wire, 13.8 kV, 134-node, real-life feeder model is used to evaluate the algorithm. Tests show that the results of the fault location methodology were improved thanks to the new optimized allocation of the meters pinpointed using this methodology. © 2011 IEEE.

Improving the grid operation and reliability cost of distribution systems with dispersed generation

In this work, a mathematical model to analyze the impact of the installation and operation of dispersed generation units in power distribution systems is proposed. The main focus is to determine the trade-off between the reliability and operational costs of distribution networks when the operation of isolated areas is allowed. In order to increase the system operator revenue, an optimal power flow makes use of the different energy prices offered by the dispersed generation connected to the grid. Simultaneously, the type and location of the protective devices initially installed on the protection system are reconfigured in order to minimize the interruption and expenditure of adjusting the protection system to conditions imposed by the operation of dispersed units. The interruption cost regards the unsupplied energy to customers in secure systems but affected by the normal tripping of protective devices. Therefore, the tripping of fuses, reclosers, and overcurrent relays aims to protect the system against both temporary and permanent fault types. Additionally, in order to reduce the average duration of the system interruption experienced by customers, the isolated operation of dispersed generation is allowed by installing directional overcurrent relays with synchronized reclose capabilities. A 135-bus real distribution system is used in order to show the advantages of using the mathematical model proposed. © 1969-2012 IEEE.

A hybrid image restoration algorithm based on Projections onto Convex Sets and Harmony Search

Image restoration is a research field that attempts to recover a blurred and noisy image. Since it can be modeled as a linear system, we propose in this paper to use the meta-heuristics optimization algorithm Harmony Search (HS) to find out near-optimal solutions in a Projections Onto Convex Sets-based formulation to solve this problem. The experiments using HS and four of its variants have shown that we can obtain near-optimal and faster restored images than other evolutionary optimization approach. © 2013 IEEE.

Optimizing feature selection through binary charged system search

Feature selection aims to find the most important information from a given set of features. As this task can be seen as an optimization problem, the combinatorial growth of the possible solutions may be inviable for a exhaustive search. In this paper we propose a new nature-inspired feature selection technique based on the Charged System Search (CSS), which has never been applied to this context so far. The wrapper approach combines the power of exploration of CSS together with the speed of the Optimum-Path Forest classifier to find the set of features that maximizes the accuracy in a validating set. Experiments conducted in four public datasets have demonstrated the validity of the proposed approach can outperform some well-known swarm-based techniques. © 2013 Springer-Verlag.

Planejamento da expansão de sistemas de transmissão usando a metaheurística de busca em vizinhança variável

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Empilhamento sísmico por superfície de reflexão comum: um novo algoritmo usando otimização global e local

O método de empilhamento sísmico por Superfície de Reflexão Comum (ou empilhamento SRC) produz a simulação de seções com afastamento nulo (NA) a partir dos dados de cobertura múltipla. Para meios 2D, o operador de empilhamento SRC depende de três parâmetros que são: o ângulo de emergência do raio central com fonte-receptor nulo (β₀), o raio de curvatura da onda ponto de incidência normal (R_NIP) e o raio de curvatura da onda normal (R_N). O problema crucial para a implementação do método de empilhamento SRC consiste na determinação, a partir dos dados sísmicos, dos três parâmetros ótimos associados a cada ponto de amostragem da seção AN a ser simulada. No presente trabalho foi desenvolvido uma nova sequência de processamento para a simulação de seções AN por meio do método de empilhamento SRC. Neste novo algoritmo, a determinação dos três parâmetros ótimos que definem o operador de empilhamento SRC é realizada em três etapas: na primeira etapa são estimados dois parâmetros (β°₀ e R°_NIP) por meio de uma busca global bidimensional nos dados de cobertura múltipla. Na segunda etapa é usado o valor de β°₀ estimado para determinar-se o terceiro parâmetro (R°_N) através de uma busca global unidimensional na seção AN resultante da primeira etapa. Em ambas etapas as buscas globais são realizadas aplicando o método de otimização Simulated Annealing (SA). Na terceira etapa são determinados os três parâmetros finais (β₀, R_NIP e R_N) através uma busca local tridimensional aplicando o método de otimização Variable Metric (VM) nos dados de cobertura múltipla. Nesta última etapa é usado o trio de parâmetros (β°₀, R°_NIP, R°_N) estimado nas duas etapas anteriores como aproximação inicial. Com o propósito de simular corretamente os eventos com mergulhos conflitantes, este novo algoritmo prevê a determinação de dois trios de parâmetros associados a pontos de amostragem da seção AN onde há intersecção de eventos. Em outras palavras, nos pontos da seção AN onde dois eventos sísmicos se cruzam são determinados dois trios de parâmetros SRC, os quais serão usados conjuntamente na simulação dos eventos com mergulhos conflitantes. Para avaliar a precisão e eficiência do novo algoritmo, este foi aplicado em dados sintéticos de dois modelos: um com interfaces contínuas e outro com uma interface descontinua. As seções AN simuladas têm elevada razão sinal-ruído e mostram uma clara definição dos eventos refletidos e difratados. A comparação das seções AN simuladas com as suas similares obtidas por modelamento direto mostra uma correta simulação de reflexões e difrações. Além disso, a comparação dos valores dos três parâmetros otimizados com os seus correspondentes valores exatos calculados por modelamento direto revela também um alto grau de precisão. Usando a aproximação hiperbólica dos tempos de trânsito, porém sob a condição de R_NIP = R_N, foi desenvolvido um novo algoritmo para a simulação de seções AN contendo predominantemente campos de ondas difratados. De forma similar ao algoritmo de empilhamento SRC, este algoritmo denominado empilhamento por Superfícies de Difração Comum (SDC) também usa os métodos de otimização SA e VM para determinar a dupla de parâmetros ótimos (β₀, R_NIP) que definem o melhor operador de empilhamento SDC. Na primeira etapa utiliza-se o método de otimização SA para determinar os parâmetros iniciais β°₀ e R°_NIP usando o operador de empilhamento com grande abertura. Na segunda etapa, usando os valores estimados de β°₀ e R°_NIP, são melhorados as estimativas do parâmetro R_NIP por meio da aplicação do algoritmo VM na seção AN resultante da primeira etapa. Na terceira etapa são determinados os melhores valores de β°₀ e R°_NIP por meio da aplicação do algoritmo VM nos dados de cobertura múltipla. Vale salientar que a aparente repetição de processos tem como efeito a atenuação progressiva dos eventos refletidos. A aplicação do algoritmo de empilhamento SDC em dados sintéticos contendo campos de ondas refletidos e difratados, produz como resultado principal uma seção AN simulada contendo eventos difratados claramente definidos. Como uma aplicação direta deste resultado na interpretação de dados sísmicos, a migração pós-empilhamento em profundidade da seção AN simulada produz uma seção com a localização correta dos pontos difratores associados às descontinuidades do modelo.

Metodologia para utilização de algoritmos genéticos em modelos de simulação computacional em ambientes de manufatura

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Transmission network expansion planning for the Colombian electrical system: Connecting the Ituango hydroelectric power plant

The hydroelectric power plant Hidroltuango represents a major expansion for the Colombian electrical system (with a total capacity of 2400 MW). This paper analyzes the possible interconnections and investments involved in connecting Hidroltuango, in order to strengthen the Colombian national transmission system. A Mixed Binary Linear Programming (MBLP) model was used to solve the Multistage Transmission Network Expansion Planning (MTEP) problem of the Colombian electrical system, taking the N-1 safety criterion into account. The N-1 safety criterion indicates that the transmission system must be expanded so that the system will continue to operate properly if an outage in a system element (within a pre-defined set of contingencies) occurs. The use of a MBLP model guaranteed the convergence with existing classical optimization methods and the optimal solution for the MTEP using commercial solvers. Multiple scenarios for generation and demand were used to consider uncertainties within these parameters. The model was implemented using the algebraic modeling language AMPL and solved using the commercial solver CPLEX. The proposed model was then applied to the Colombian electrical system using the planning horizon of 2018-2025. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Otimização dinâmica de rotores com eixos em compósito

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Seleção de características utilizando algoritmos evolucionistas e suas aplicações em reconhecimento de padrões

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método primal-dual previsor-corretor de pontos interiores e exteriores com estratégias de correção de inércia e suavização hiperbólica aplicado ao problema de despacho econômico com ponto de carregamento de válvula e representação da transmissão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEB

Métodos híbridos de pontos interiores/exteriores e de aproximantes de funções em problemas multiobjetivo de despacho econômico e ambiental

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)