A Constructive Heuristic Algorithm for Distribution System Planning

A constructive heuristic algorithm (CHA) to solve distribution system planning (DSP) problem is presented. The DSP is a very complex mixed binary nonlinear programming problem. A CHA is aimed at obtaining an excellent quality solution for the DSP problem. However, a local improvement phase and a branching technique were implemented in the CHA to improve its solution. In each step of the CHA, a sensitivity index is used to add a circuit or a substation to the distribution system. This sensitivity index is obtained by solving the DSP problem considering the numbers of circuits and substations to be added as continuous variables (relaxed problem). The relaxed problem is a large and complex nonlinear programming and was solved through an efficient nonlinear optimization solver. Results of two tests systems and one real distribution system are presented in this paper in order to show the ability of the proposed algorithm.

Distribution network planning using a constructive heuristic algorithm

An optimization technique to solve distribution network planning (DNP) problem is presented. This is a very complex mixed binary nonlinear programming problem. A constructive heuristic algorithm (CHA) aimed at obtaining an excellent quality solution for this problem is presented. In each step of the CHA, a sensitivity index is used to add a circuit or a substation to the distribution network. This sensitivity index is obtained solving the DNP problem considering the numbers of circuits and substations to be added as continuous variables (relaxed problem). The relaxed problem is a large and complex nonlinear programming and was solved through an efficient nonlinear optimization solver. A local improvement phase and a branching technique were implemented in the CHA. Results of two tests using a distribution network are presented in the paper in order to show the ability of the proposed algorithm. ©2009 IEEE.

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

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

Algoritmo GRASP especializado aplicado ao problema de reconfiguração de alimentadores em sistemas de distribuição radial

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Uma investigação da influência do parâmetro de barreira na solução do problema de fluxo de potência ótimo

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEB

Otimização de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais usando programação cônica de segunda ordem inteira mista

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Resolução do problema de fluxo de potência ótimo pela meta-heurística algoritmo dos fogos de artifício de busca dinâmica com mutação de covariância

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Desenvolvimento de estratégias de otimização contínua e discreta para problemas de fluxo de potência ótimo

O objetivo do presente trabalho é a investigação e o desenvolvimento de estratégias de otimização contínua e discreta para problemas de Fluxo de Potência Ótimo (FPO), onde existe a necessidade de se considerar as variáveis de controle associadas aos taps de transformadores em-fase e chaveamentos de bancos de capacitores e reatores shunt como variáveis discretas e existe a necessidade da limitação, e/ou até mesmo a minimização do número de ações de controle. Neste trabalho, o problema de FPO será abordado por meio de três estratégias. Na primeira proposta, o problema de FPO é modelado como um problema de Programação Não Linear com Variáveis Contínuas e Discretas (PNLCD) para a minimização de perdas ativas na transmissão; são propostas três abordagens utilizando funções de discretização para o tratamento das variáveis discretas. Na segunda proposta, considera-se que o problema de FPO, com os taps de transformadores discretos e bancos de capacitores e reatores shunts fixos, possui uma limitação no número de ações de controles; variáveis binárias associadas ao número de ações de controles são tratadas por uma função quadrática. Na terceira proposta, o problema de FPO é modelado como um problema de Otimização Multiobjetivo. O método da soma ponderada e o método ε-restrito são utilizados para modificar os problemas multiobjetivos propostos em problemas mono-objetivos. As variáveis binárias associadas às ações de controles são tratadas por duas funções, uma sigmoidal e uma polinomial. Para verificar a eficácia e a robustez dos modelos e algoritmos desenvolvidos serão realizados testes com os sistemas elétricos IEEE de 14, 30, 57, 118 e 300 barras. Todos os algoritmos e modelos foram implementados em General Algebraic Modeling System (GAMS) e os solvers CONOPT, IPOPT, KNITRO e DICOPT foram utilizados na resolução dos problemas. Os resultados obtidos confirmam que as estratégias de discretização são eficientes e as propostas de modelagem para variáveis binárias permitem encontrar soluções factíveis para os problemas envolvendo as ações de controles enquanto os solvers DICOPT e KNITRO utilizados para modelar variáveis binárias não encontram soluções.