The role of distances in topological design of electrical distribution networks

Autor: Silva, Paulo Wagner Lopes da
Přispěvatelé: Luna, Henrique Pacca Loureiro, Soletti, João Inácio, Costa, Evandro de Barros, Goldbarg, Elizabeth Ferreira Gouvêa, Oliveira, Carlos Antonio Alves de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
instacron:UFAL
Popis: This dissertation investigates in which conditions the optimal configuration of an electric power network is a minimum length spanning tree, and in which conditions it is shortest path tree configuration. For this purpose the dissertation, it applies computational optimization mathematical models of an optimal local access network design problem. The focus of the study is the 13.8 kV spacer cable primary radial networks. Applied models seek for the balance between fixed costs and variable costs. Saved values from an optimal network could be applied to increase the range of the network and people reached as well. The bibliographic research is compound by three parts: graph theory, local access network optimization models, and distribution network costs. Research methodology includes the choice of the distribution system, determination of fixed and variable costs, choice and implementation of the local access network optimization models, tests in hypothetical and realistic systems by using the CPLEX solver, analysis of the resulting configuration, and construction of graphics to facilitate the results evaluation. It was found that the relationship between fixed costs and variable costs influences the optimal configuration of the distribution network in such a way that a low value of the quotient between fixed costs and variable costs contributes to a shortest path tree. On the other hand, a high quotient between fixed costs and variable costs contributes to a minimum length spanning tree confïguration. However, others parameters must be considered to determine the network confïguration such as extension, arches demand and quantity of arches. O presente trabalho visa investigar sob quais condições a configuração ótima de uma rede de distribuição elétrica é uma árvore geradora mí­nima (AGM) e sob quais é uma árvore de caminhos mí­nimos (ACM). Utilizando, para isso, modelos matemáticos computacionais de otimização topológica de redes de utilidade pública. As redes de distribuição estudadas foram do tipo aérea radial primária protegida (ARPP) com nível de tensão em 13,8 kV. Os modelos utilizados prezam pelo equilí­brio entre o custo de investimento inicial (fixo) e os custos decorrentes da transferência de energia elétrica (variável). Os valores economizados através de uma configuração ótima da rede podem ser convertidos em investimentos para aumentar o número de pessoas com acesso aos recursos energéticos com eficiência e qualidade. A revisão bibliográfica foi dividida em três partes: teoria dos grafos, modelos de otimização de redes de acesso local e custos de redes de distribuição. A metodologia utilizada compreendeu as seguintes etapas: escolha do tipo de sistema de distribuição, determinação dos custos fixo e variável, escolha e implementação (GAMS) dos modelos, testes com exemplos de redes usando o solver CPLEX, análise das configurações resultantes e elaboração de gráficos para facilitar a avaliação dos resultados. Os resultados mostraram que a relação entre o custo fixo B e o custo variável Y exerce influência determinante na configuração ótima de uma rede de distribuição ARPP. Um valor baixo de B/Y, favorece a ACM. Já valores elevados de B/Y, conduzem a solução para uma AGM. No entanto, essa relação não e o único fator que determina a confïguração da rede, outros parâmetros como extensão, demanda dos nós e quantidade de possí­veis arcos influenciam de forma significativa na solução apresentada.
Databáze: OpenAIRE
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