Dissertação

{pt_PT=Estudo de Métodos de Solução para o Problema da Afetação Ótima de Unidades} {} EVALUATED

{pt=O problema de Afetação de Unidades (UC) é uma aplicação típica de métodos de otimização para garantir uma operação eficiente, segura e económica de sistemas de energia. O seu principal objetivo é agendar e determinar os níveis de produção de unidades geradoras, com base na minimização dos custos operacionais, garantindo que a produção de energia atenda a demanda em todos os momentos. O processo de encontrar um cronograma ótimo de geradores, sujeito a várias restrições técnicas, tem sido resolvido por um conjunto diversificado de técnicas. As formulações do problema variam com diversas considerações económicas, técnicas e ambientais. Esta dissertação aborda principalmente o problema determinístico de objetivo único de UC térmicas. É discutida a formulação do problema, sendo a sua solução obtida por métodos exatos e heurísticos. São estudados e desenvolvidos três dos métodos mais referenciados na otimização de sistemas de energia: Programação Dinâmica (DP), Relaxação Lagrangeana (LR) e Otimização por Enxame de Partículas (PSO). Ambos DP e LR são métodos clássicos que se mostraram muito eficazes no processo de agendamento operacional de produção. O PSO é um algoritmo evolutivo mais recente que tem sido também aplicado ao problema de UC. A eficácia dos algoritmos desenvolvidos é testada num caso de estudo com um sistema de 10 unidades. Os resultados evidenciam a melhor adequação de PSO, equilibrando uma solução satisfatória com um tempo de computação decente. Também é proposto um modelo que integra unidades hidrotérmicas e renováveis numa tentativa de apresentar a verdadeira realidade do problema de UC na atualidade. , en=The Unit Commitment (UC) problem is a typical application of optimization methods to ensure an efficient, secure and economic operation of power systems. Its main objective is to determine online schedules and production levels for generating units, based on the minimization of operational costs, ensuring supply meets demand at all times. The process of finding an optimal schedule of generating units, subject to several technical constraints, given a planning horizon, has been solved by a diverse set of techniques. The formulations of the UC problem vary with energy systems characteristics, as well as with other economical, technical and environmental factors. This dissertation mainly addresses the deterministic, single-objective Thermal UC problem. The formulation of the problem is discussed, and its solution is obtained by both exact and heuristic methods. Are studied and developed three of the most referenced methods in energy systems optimization: Dynamic Programming, Lagrangian Relaxation and Particle Swarm Optimization. Both DP and LR are classical methods that have been shown to be very effective in the operational scheduling process. PSO is a more recent population based evolutionary algorithm that has been applied to various optimization problems, including UC. The effectiveness of the developed algorithms is tested on a 10-unit system case study. The obtained results show the better suitability of PSO, balancing a satisfactory solution with a decent computing time. It is also proposed a model that integrates hydro-thermal and renewable units in an attempt show a glimpse of the real UC problem in the present day. }
{pt=Afetação de Unidades, Programação Dinâmica, Relaxação Lagrangeana, Otimização por Enxame de Partículas., en=Unit Commitment, Dynamic Programming, Lagrangian Relaxation, Particle Swarm Optimization.}

Setembro 13, 2018, 15:30

Orientação

ORIENTADOR

Célia Maria Santos Cardoso de Jesus

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar