Aplicação do algoritmo colônia de formigas na restauração de redes elétricas de distribuição

Abstract

Os sistemas de distribuição são muito susceptíveis à ocorrência de faltas que, por mui-tas vezes, provocam interrupções permanentes no fornecimento de energia elétrica em parte do sistema. A restauração do sistema ocorre por meio de operações de chaveamento que defi-nem uma nova configuração durante o restabelecimento da energia. Essa nova configuração deve ser determinada de modo que se tenha o menor número de cargas não atendidas, respei-tando as restrições operacionais e a topologia radial da rede. Diversas técnicas foram desen-volvidas para sanar este problema como subsídio ao operador do sistema, visto que a restaura-ção é um procedimento complexo de decisão e controle que deve ser solucionado o mais breve possível. Matematicamente, a reconfiguração para restauração de redes pode ser tratada como uma questão de natureza combinatória que pode ser modelado como um problema de programação não linear de variável inteira mista. A explosão combinatorial para esses pro-blemas é iminente devido sua dimensão estar relacionada com o número de chaves manobrá-veis, podendo o número de possibilidades ser determinada pela relação 2𝑛, onde n é o número de chaves. Logo, quanto maior o número de chaves manobráveis, maior a dimensão do pro-blema e mais complexa a sua resolução. Diante da complexidade da situação já mencionada, métodos de otimização heurística são ferramentas atraentes para solucionar situações dessa categoria. Sendo assim, neste trabalho apresenta-se uma metodologia baseada em otimização por colônia de formigas – Ant Colony Optmization (ACO), para solucionar o problema de res-tauração de redes elétricas de distribuição, com o objetivo de minimizar a quantidade de con-sumidores não atendidos. Esse método é baseado no comportamento de colônia de formigas reais na busca por fontes de alimentos e tem se mostrado eficiente para solucionar problemas de natureza combinatória, localizando rapidamente soluções de boa qualidade. Na solução do problema, considera-se que as redes radiais de distribuição são trifásicas e balanceadas, e es-tão operando em regime permanente. Existem diversos trabalhos que utilizam da heurística ACO para a resolução do problema de restauração das redes elétricas de distribuição, no en-tanto, grande parte dispõe das variantes mais simples do algoritmo ou utiliza o ACO em con-junto com outra heurística. Desta forma, a escolha do método deste trabalho foi o Ant Colony System (ACS), por ter característica de busca maximizada quando comparada a outras versões implementadas para esta problematização, como a pioneira Ant System (AS). O algoritmo foi testado para sistemas encontrados na literatura, e os resultados obtidos são comparados com os de outros autores.