UMA NOVA SOLUÇÃO PARA A OTIMIZAÇÃO DO DESPACHO ECONÔMICO E AMBIENTAL UTILIZANDO METAHEURÍSTICAS DA COMPUTAÇÃO BIO-INSPIRADA
Data
2016
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Editor
Universidade Federal do Pará
Resumo
Devido ao crescimento industrial da Região Norte, especialmente do Polo Industrial de Manaus (PIM), e consequentemente ao aumento da necessidade de geração de energia, que nesta região é fornecida em mais de 90% por Usinas Termoelétricas (UTE), tornou-se necessária a implementação de ferramentas computacionais que auxiliem na tomada de decisões sobre o despacho de potência ótima, contemplando não somente a redução de custos, mas também a diminuição dos índices de poluição atmosférica. Esta tese apresenta uma nova proposta de solução para o problema clássico de otimização do Despacho Econômico (DE) e do Despacho Econômico e Ambiental (DEA), utilizando diversos métodos Determinísticos (Iteração Lambda, Programação Quadrática, Método de Newton) e métodos Heurísticos da Computação Bio-inspirada (Algoritmos Genéticos, Enxame de Partículas, Evolução Diferencial, Recozimento Simulado, Otimização por Lobo Cinzento e Colônia de Abelhas Artificiais), além do Algoritmo Genético de Classificação Não-dominado (NSGA-II e NSGA-III) para o DEA. A proposta inclui o desligamento de geradores com maior custo de operação, visando reduzir os custos de combustíveis e as emissões de gases poluentes como NOx e CO₂. A robustez da metodologia foi validada com um conjunto de dez unidades geradoras e três sistemas de teste descritos na literatura, mostrando vantagens significativas da nova solução proposta.
Abstract
Due to the significant industrial growth in Northern Brazil, especially at the Industrial Pole of Manaus (PIM), there has been an increased need for energy generation, which in this region is provided by thermoelectric plants (UTEs) in over 90% of its total. Thus, it became necessary to use computational tools that help specialists and operators make decisions about the optimal power dispatch, contemplating not only cost reduction but also reducing atmospheric pollution levels. This thesis presents a new solution proposal for the classic optimization problem of Economic Dispatch (ED) and Economic and Environmental Dispatch (EAD), using several Deterministic methods (Iteration Lambda, Quadratic Programming, Newton method) and Bio-Inspired Heuristic methods (Genetic Algorithms, Particle Swarm Optimization, Differential Evolution, Simulated Annealing, Grey Wolf Optimizer, and Artificial Bee Colony), as well as the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II and NSGA-III) for the EAD. The proposal includes shutting down generators with higher operating costs to reduce fuel costs and pollutant emissions like NOx and CO₂. The robustness of the methodology was validated with a set of ten generating units and three benchmark systems described in the literature, showing significant advantages of the new proposed solution.
Descrição
Palavras-chave
Otimização, Despacho Econômico, Despacho Econômico e Ambiental, Metaheurísticas, Computação Bio-inspirada
Citação
NASCIMENTO, Manoel Henrique Reis. Uma nova solução para a otimização do despacho econômico e ambiental utilizando metaheurísticas da computação bio-inspirada. 2016. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2016.