Um algoritmo genético especializado aplicado ao planejamento da expansão do sistema de transmissão com alocação de dispositivos de compensação série

Abstract

Este artigo propõe uma nova estratégia para representar o problema de planejamento da expansão da transmissão a longo prazo. A proposta apresenta uma novidade, um modelo matemático que considera a instalação de dispositivos de compensação série. Nesta nova formulação a inclusão desses dispositivos torna a função objetivo não-linear e aumenta a não-linearidade das restrições relacionadas com a segunda lei de Kirchhoff. Para validar o modelo proposto são estudados o comportamento dos fluxos de potência ativa no sistema com a presença dos dispositivos de compensação série. Um algoritmo genético especializado, com codificação inteira e real, foi implementado com a intenção de fornecer como solução, a quantidade e o local, onde devem ser instalados as novas linhas de transmissão e os dispositivos de compensação série, além do valor da compensação. Os impactos da adição dos dispositivos de compensação série são mostrados através de estudos detalhados com o sistema teste IEEE 24 barras. Os resultados indicam um bom desempenho da metodologia proposta.This paper proposes a new method for representation of the long-term transmission expansion planning model. The main contribution of this approach is that the developed mathematical model permits to consider the installation of series compensation devices. With the inclusion of these devices, in this new formulation, the objective function becomes non-linear and the behavior of the constraints related to Kirchhoff laws becomes ever more non-linear and complex. In order to validate the proposed model, studies are conducted to verify the active power flow behavior in the presence of series compensation devices. A specialized genetic algorithm, with integer and real codification, was implemented to solve this model. The optimization solution supplies the amount and the local where new transmission lines and series compensation devices must be installed. In the case of series compensation devices, the compensation level capability is also provided. The impacts caused by the installation of the series compensation devices are presented though detailed studies by using the IEEE 24 bus system. The results show that the method has great potential to be applied to real long-term transmission expansion planning problem.