Alocação de Capacitores em Sistemas de Distribuição de Grande Porte: Um Novo Método Basseado em Análise de Sensibilidade

Abstract

A eficiência operacional e a conformidade regulatória em sistemas de distribuição de energia elétrica dependem da otimização de diferentes condições operativas do sistema e de seus indicadores de desempenho, dos quais podem-se destacar a correção do fator de potência (FP) e o controle de perdas técnicas. A inserção de reativos via alocação ótima de capacitores apresenta-se como a solução clássica para estes desafios. Porém, a determinação da localização e dimensionamento destes equipamentos em redes de grande porte impõe uma complexidade combinatória que frequentemente inviabiliza o uso de métodos de otimização exatos tradicionais. Neste contexto, este trabalho propõe uma nova metodologia baseada em análise de sensibilidade para a solução do problema de alocação de capacitores em sistemas de grande porte. O método proposto converte o problema de fluxo de potência de distribuição em um problema de Programação Cônica de Segunda Ordem (PCSO), cujos multiplicadores de Lagrange permitem obter a sensibilidade das perdas ativas globais do sistema às variações nodais de potência reativa. Esta estratégia é combinada alternadamente com a utilização do Método de Soma de Potências (MSP) para garantir a exata determinação do estado do sistema frente às novas alocações de capacitores. A metodologia foi testada em um sistema real de distribuição contendo 2.313 nós. Os resultados demonstraram a viabilidade da abordagem, comprovando que o uso de sensibilidade baseada em otimização convexa permite garantir a correção do fator de potência (FP) para os limites regulatórios e a redução significativa de perdas, apresentando-se como uma ideia alternativa para o planejamento de redes de grande escala.