Fluxo de potência ótimo multi-objetivo: abordagem utilizando uma estratégia de parametrização

Abstract

Este trabalho de pesquisa apresenta uma abordagem multi-objetivo para a solução do problema de otimização como contribuição para o Fluxo de Potência Ótimo. Esta abordagem utiliza o método de pontos interiores para resolver o problema de otimização não-linear em conjunto com as metodologias multi-objetivo: método da restrição, método dos pesos e método de parametrização. Uma revisão dos fundamentos do FPO e dos principais índices de desempenho aplicados ao planejamento e operação dos sistemas de potência é apresentada. Os métodos multi-objetivo utilizados são detalhados, bem como suas principais características. A essência do algoritmo multi-objetivo formulado é a transformação de um índice de desempenho como função principal e a transformação dos índices restantes em restrições de desigualdade, os quais têm seus respectivos limites parametrizados e ponderados por pesos. Para formulação do problema de otimização foram utilizadas as funções objetivo desvio quadrático de tensão de um valor pré-estabelecido, desvio de potência ativa de um valor préespecificado e desvio de potência reativa de um valor pré-especificado. Podem ser escolhidos vários objetivos para o problema de otimização, dependendo dos valores especificados de potência ativa e reativa selecionados. Os resultados obtidos demonstraram o bom desempenho do algoritmo na solução do problema de fluxo de potência ótimo para o sistema-teste IEEE-57 barras. A análise do efeito dos fatores de ponderação e a variação dos valores especificados de potência demonstraram a eficiência da abordagem multi-objetivo, se tornando muito interessante para o processo de decisão e para construção do conjunto de Pareto. This work presents an approach based on multi-objective optimization for the Optimal Power Flow solution. The proposed methodology uses the nonlinear Interior Point Method to solve the optimization problem, together with multi-objective optimization strategies, the weighting factors and the -constraint methods, and a parameterisation strategy. A review on the basic aspects of the Optimal Power Flow problem, including a description of the main performance indexes used in the planning and operation of the power systems is presented. The multi-objective optimization techniques used in the present work are presented as well as the main features of these techniques are described. The main characteristic of the proposed approach is the use of weighting factors attributed to the objective functions, the conversion of the objective functions into inequality constraints and the use of parameterized limits to model these constraints. Three performance indexes are simultaneously optimized: the deviation of a pre-specified voltage level and the deviation of pre-specified active and reactive power generation distribution. Numerical results obtained with the IEEE-57 buses test system were used to assess the potential of the proposed approach in the power system steady state analysis.