Alocação de indicadores de passagem de falta em redes de distribuição com base em custos de compensação por interrupção consumidora

Abstract

Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para alocação otimizada de indicadores de passagem de falta em sistemas de distribuição de energia elétrica, tendo em conta o impacto desses dispositivos em custos de compensação financeira decorrentes de interrupções consumidoras. A duração das interrupções consumidoras sustentadas depende principalmente do tempo necessário para localizar a falha e do tempo necessário para executar os reparos. Dessa forma, os tempos utilizados no processo de localização de falhas podem ser minimizados com a instalação de indicadores de passagem de falta, os quais fornecem informações relevantes para o processo de deslocamento de equipes de manutenção, reduzindo assim o tempo que a equipe permanece em trânsito e, consequentemente, a duração de interrupções consumidoras. Neste trabalho, o problema de alocação de indicadores de passagem de falta é formulado como um problema de otimização, com o objetivo de minimizar o custo associado a penalidades em virtude da interrupção do serviço ao cliente, energia não suprida e o custo do investimento correspondente à instalação dos indicadores de passagem de falta. Buscam-se soluções para o problema de alocação a partir de um algoritmo de otimização baseado no método da entropia cruzada, no qual os indicadores de confiabilidade são calculados via simulações de Monte Carlo sequencial. Distribuições de probabilidade características do tempo de viagem das equipes de manutenção são obtidas com o auxílio de uma ferramenta de simulação de tráfego veicular. Resultados ilustram o impacto da aplicação de indicadores de passagem de falta na redução de custos de compensação financeira decorrentes de interrupções consumidoras para uma rede teste.

Abstract: This work presents a methodology to optimize the allocation of fault indicator devices in electric power distribution systems, the problem formulation considers the effects of the allocation of fault indicators on restoration times. The duration of sustained customer outages depends primarily on the time required to locate a fault and the time required to perform repairs. Hence, the time period used in the fault location process can be minimized with the installation of fault passage indicators, which provide relevant information to the process of dispatching maintenance teams, reducing the time that the team remains in transit and, consequently, the duration of customer interruptions. In this work, the problem of allocation of fault passage indicators is formulated as an optimization problem, with the objective of minimizing the cost associated with penalties due to the interruption of customer service, energy not supplied and the investment cost corresponding to the installation of the devices. Solutions to the allocation problem are sought from an optimization algorithm based on the cross-entropy method, while performance and cost indicators are calculated via sequential Monte Carlo simulations. Density functions of travel time characteristics of maintenance teams are customized with the aid of a vehicle traffic simulation tool. Results illustrate the impact of applying fault passage indicators on reducing financial compensation costs arising from customer interruptions for a test network.