6 Conclusões e Propostas para Trabalhos Futuros
Este trabalho apresentou um método para a identificação das barras responsáveis pela
necessidade de instalação de um equipamento de compensação reativa, bem como a
definição de um fator de alocação de custos entre elas.
Inicialmente, foram apresentados os conceitos básicos de confiabilidade em sistemas de
potência e os principais módulos do programa computacional NH2 para avaliação da
confiabilidade. Em seguida, foi detalhado um destes módulos, o de medidas corretivas, que
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constitui a base teórica e matemática para o método proposto neste trabalho.
O método é calcado na determinação da parcela de responsabilidade de cada barra em
relação aos desvios de tensão ocorridos no sistema para uma determinada contingência.
Esta parcela é determinada pelos fatores de sensibilidade das barras. O fator de alocação de
custos é proporcional à parcela de responsabilidade de cada barra.
Os problemas de otimização de mínimo corte de carga e mínima alocação de potência
reativa fazem parte do algoritmo de medidas corretivas para solucionar problemas de
violações de tensão indesejáveis à operação. O multiplicador de Lagrange, associado às
restrições de igualdade do problema de otimização, representa a sensibilidade das barras
em relação à necessidade de medidas corretivas. Portanto, o multiplicador de Lagrange
traduz a responsabilidade de cada barra em relação aos desvios de tensão.
Completando este trabalho, foram realizadas simulações no sistema teste IEEE RTS de 24
barras e no sistema da Área Rio, permitindo assim uma análise dos resultados obtidos pelo
método proposto (MMCC e MMIR) e uma comparação com o método já existente (MACC e
MAIR), ambos descritos no Capítulo 4.
As principais conclusões extraídas dos resultados obtidos pelo método proposto são listadas
a seguir.
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•
O método apresentado procura alocar os custos de forma adequada, definindo a parcela
de responsabilidade de cada barra, no evento de uma série de contingências e suas
respectivas probabilidades de ocorrência.
•
O método baseado nos multiplicadores de Lagrange, do problema do Mínimo Corte de
Carga (MMCC) e da Mínima Injeção de Potência Reativa (MMIR), identifica as barras
responsáveis pela necessidade da instalação do equipamento de compensação reativa,
independente se nelas ocorre corte de carga ou injeção de potência reativa. Os métodos
apontam as barras que sofrem violações de tensão e/ou que são responsáveis por esta
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situação.
•
Os multiplicadores de Lagrange permitem a identificação das barras mais apropriadas
para a instalação dos equipamentos, pois são calculados na solução de problemas de
otimização que apontam as barras com os maiores montantes de corte de carga / injeção
de potência reativa.
•
O método de alocação dos custos com base nos multiplicadores de Lagrange do
problema da Mínima Injeção de Potência Reativa (MMIR), identifica um maior número de
barras responsáveis pelo custo do equipamento do que no método com base nos
multiplicadores de Lagrange do problema do Mínimo Corte de Carga (MMCC). Isto ocorre
porque, naquele problema (MMIR), as variáveis de controle correspondentes à potência
ativa dos geradores permanecem inalteradas, conforme citado no Seção 3.4, ao contrário
do que ocorre neste problema (MMCC).
•
No método de alocação dos custos com base nos multiplicadores de Lagrange do
problema do Mínimo Corte de Carga (MMCC), a variação dos fatores de alocação com
base nos multiplicadores de Lagrange relativos às restrições de igualdade das potências
ativa e reativa é bastante similar ao longo dos anos analisados.
•
No sistema da Área Rio, o MMIR aponta barras com fatores de alocação negativo. Essas
barras são aquelas onde um pequeno incremento de carga influencia positivamente o
problema do perfil de tensão inadequado. Portanto, o montante do mínimo corte de carga
do sistema diminui ao invés de aumentar. O fator de alocação negativo indica que esta
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barra não tem responsabilidade sobre a necessidade da instalação de compensação
reativa.
Analisando os resultados obtidos pelo método proposto neste trabalho e o método existente,
apresentados no Capítulo 4, pode-se apontar as conclusões a seguir.
•
O método com base no benefício define os fatores de alocação analisando duas
situações distintas do sistema - com e sem o equipamento de compensação de potência
reativa - comparando a situação de cada barra, isto é, a necessidade do corte de carga
(MACC) e a necessidade da injeção de potência reativa (MAIR) com e sem o
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equipamento. O método com base na responsabilidade define os fatores de alocação
sem considerar a instalação do equipamento, medindo a influência de cada barra pela
situação atual do sistema.
• Os dois métodos, um baseado em benefício e o outro em responsabilidade, atribuem à
barra onde ocorreu o maior montante de corte de carga / injeção de potência reativa a
maior parcela de remuneração do equipamento.
Pode-se verificar através dos
resultados das simulações que esta é a barra que apresenta maior desvio de tensão
considerando todas as contingências.
• No MMCC e MMIR, um maior número de barras são apontadas para alocação dos custos
da compensação reativa. Isto ocorre porque o método baseado em benefícios identifica
somente as barras em que a presença do equipamento diminui o montante de corte de
carga / injeção de potência reativa, enquanto que, o método que utiliza os
multiplicadores de Lagrange identifica as barras responsáveis pela necessidade das
medidas corretivas, ou seja, do equipamento.
•
Os fatores de alocação no MACC e MAIR variam de acordo com a capacidade em MVAr
do equipamento a ser instalado, pois os benefícios dependem do montante de corte de
carga / injeção de potência reativa. No MMCC e MMIR os fatores de alocação não variam
com a capacidade do equipamento, já que analisam somente o cenário sem o
equipamento.
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•
Os fatores de alocação calculados com base nos benefícios, MACC e MAIR, apresentam
um acréscimo ao longo dos anos analisados, nas barras identificadas para a alocação
dos custos do capacitor. Já no método baseado em responsabilidade, MMCC e MMIR, os
fatores de alocação apresentam um decréscimo nestas barras, e novas barras passam a
ser responsáveis de uma forma mais significativa. Isto ocorre porque o incremento anual
de carga provoca um acréscimo no número de barras com desvio de tensão ou na
magnitude do desvio, acarretando um aumento de corte de carga / injeção de potência
reativa. Os respectivos problemas de otimização apontam, na maioria das vezes, as
mesmas barras como solução. O MACC e o MAIR traduzem o aumento de carga em
benefícios, aumentando assim o fator de alocação das barras já identificadas. O MMCC e
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o MMIR traduzem este aumento em função do número de barras envolvidas, diminuindo
o fator de alocação das barras identificadas inicialmente e aumentando o número de
barras responsáveis
A seguir são listados alguns tópicos para possíveis estudos futuros.
•
Considerar a confiabilidade composta de transmissão / geração, utilizando a simulação
de Monte Carlo para a seleção de estados e verificar a influência das contingências de
geração nos resultados obtidos.
•
Considerando que o Multiplicador de Lagrange está associado às restrições de um
problema de FPO, aplicar esta metodologia para outros tipos de problemas, como por
exemplo, compensação de perdas de transmissão, reserva de potência e ajuste da rede
de transmissão.
•
Considerar a existência de vários equipamentos de suporte de potência reativa
instalados na rede, utilizando o método proposto em conjunto com o Método de AumannShapley2. Neste caso, os fatores de alocação definiriam a responsabilidade de cada
barra pela instalação de todos os equipamentos de suporte de potência reativa.
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Método de repartição de custos via Teoria dos Jogos Cooperativos