Minimização do Custo de Geração com Restrição de Estabilidade à Pequenas Perturbações

Abstract

A otimização de sistemas elétricos de potência operando em regime permanente é realizada em estudos de planejamento da operação através do Fluxo de Potência Ótimo (FPO). O FPO otimiza índices (minimização de custos e perdas, maximização de margem de carregamento, etc.) considerando restrições de tensão, carregamento em circuitos, geração de potência ativa e reativa, entre outros limites. É um problema bem estabelecido na literatura, sendo resolvido por métodos de otimização não lineares. Por outro lado, uma solução fornecida pelo FPO pode ser viável em regime permanente e inviável no regime dinâmico (avaliado em estudos de estabilidade do rotor dos geradores). Um dos estudos de estabilidade realizados é aquele que avalia a habilidade dos geradores síncronos manterem-se em sincronismo após pequenas variações de carga e geração (estabilidade à pequenas perturbações). O mínimo coeficiente de amortecimento do sistema em malha fechada é um índice que pode ser usado para a avaliação desse tipo de estabilidade. Nesse contexto, pode-se incluir uma restrição no FPO que garanta que o coeficiente de amortecimento mínimo seja maior que um valor especificado, dando origem ao SSFPO (Fluxo de Potência Ótimo com Restrição de Small Signal Stability). O SSFPO é um problema não convexo e não linear de difícil solução, ainda não bem estabelecido, e que tem sido tratado na literatura através de métodos de solução baseados em aproximações que podem comprometer a convergência do processo iterativo. Nesse contexto, o presente artigo visa a resolver o SSFPO para minimização do custo de potência ativa gerada através da aplicação da metaheurística baseada em Enxame de Partículas, sem qualquer aproximação para tratamento do índice de estabilidade em regime dinâmico. Estudos para o sistema New England são conduzidos.