Alexandre Moreira da Silva Two-Stage Robust Optimization Models for Power System Operation ...

106 Pages·2014·1.66 MB·English

Alexandre Moreira da Silva
Two-Stage Robust Optimization Models for
Power System Operation and Planning under
Joint Generation and Transmission Security
Criteria
DISSERTAC¸A˜O DE MESTRADO
Dissertation presented to the Programa de Po´s-Gradua¸c˜ao em
Engenharia El´etrica of the Departamento de Engenharia El´etrica,
PUC–Rio as partial fulfillment of the requirements for the degree
of Mestre em Engenharia El´etrica.
Advisor: Prof. Alexandre Street de Aguiar
Rio de Janeiro
March 2014

Alexandre Moreira da Silva
Two-Stage Robust Optimization Models for
Power System Operation and Planning under
Joint Generation and Transmission Security
Criteria
Dissertation presented to the Programa de Po´s-Gradua¸c˜ao
em Engenharia El´etrica of the Departamento de Engenharia
El´etrica do Centro T´ecnico Cient´ıfico da PUC–Rio, as partial
fulfillment of the requirements for the degree of Mestre.
Prof. Alexandre Street de Aguiar
Advisor
Departamento de Engenharia El´etrica — PUC–Rio
Prof. Jos´e Manuel Arroyo S´anchez
Universidad de Castilla-La Mancha
Prof. Mario Veiga Ferraz Pereira
PSR Solu¸co˜es e Consultoria em Engenharia Ltda
Prof. Bruno da Costa Flach
IBM Research Brasil
Prof. Davi Michel Vallad˜ao
Departamento de Engenharia Industrial — PUC–Rio
Prof. Jos´e Eugenio Leal
Coordinator of the Centro T´ecnico Cient´ıfico — PUC–Rio
Rio de Janeiro, March 11th, 2014

All rights reserved.
Alexandre Moreira da Silva
Alexandre Moreira da Silva graduated in Electrical Enginee-
ring and in Industrial Engineering from the Pontifical Catho-
lic University of Rio de Janeiro (PUC-Rio), Rio de Janeiro,
Brazil. During his MSc course, he has been actively participa-
ting on projects of the Laboratory of Applied Mathematical
Programming and Statistics (LAMPS) at the Electrical En-
gineering Department of PUC-Rio.
Bibliographic data
Moreira da Silva, Alexandre
Two-Stage Robust Optimization Models for Power Sys-
tem Operation and Planning under Joint Generation and
Transmission Security Criteria / Alexandre Moreira da Silva ;
advisor: Alexandre Street de Aguiar — 2014.
106 f. : il. ; 30 cm
Disserta¸c˜ao(MestradoemEngenhariaEl´etrica)-Pontif´ıcia
Universidade Cat´olica do Rio de Janeiro, Departamento de
Engenharia El´etrica, Rio de Janeiro, 2014.
Inclui bibliografia
1. Engenharia El´etrica – Teses. 2. Otimiza¸c˜ao Robusta
Ajust´avel. 3. Decomposic¸˜ao de Benders. 4. Incerteza Corre-
lacionada das Demandas Nodais. 5. Despacho de Energia e
Reserva. 6. Crit´erio Geral n−K de Seguran¸ca de Gerac¸˜ao e
Transmiss˜ao. 7. Otimza¸c˜ao Trin´ıvel. I. Street de Aguiar, Ale-
xandre. II. Pontif´ıcia Universidade Cato´lica do Rio de Janeiro.
Departamento de Engenharia El´etrica. III. T´ıtulo.
CDD: 621.3

Mas os que esperam no SENHOR renovar˜ao as suas for¸cas; subir˜ao com asas
como ´aguias; correr˜ao e n˜ao se cansar˜ao; andar˜ao e n˜ao se fatigar˜ao. -
Isa´ıas 40:31

Acknowledgments
Toda honra e toda glo´ria a Deus, Inteligˆencia Suprema e Causa Prim´aria
de todas as coisas. Agrade¸co pelas oportunidades de aprendizado nos bons e
maus momentos.
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A minha m˜ae Maria Jos´e Moreira da Silva, que jamais desanimou diante
das dificuldades, sendo meu maior exemplo de vida.
Ao meu pai Francisco Moreira da Silva, cuja memo´ria segue sempre viva
em meu corac¸˜ao.
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A minha tia Maria Jos´e da Silva Arau´jo, que ajudou na minha criac¸˜ao
durante a infˆancia, se tornando minha segunda m˜ae.
Ao meu tio Manoel Moreira da Silva, que partiu para a verdadeira vida
em 2013, deixando imensas saudades.
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A minha irma˜ Alessandra Moreira da Silva, por sua inestima´vel ajuda
em todos os sentidos.
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A minha irma˜ Andressa Moreira da Silva, por sempre me passar con-
fian¸ca.
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A minha irma˜ Ana Carla Moreira da Silva, por acreditar em mim mais
do que eu mesmo acreditei.
A todos os demais membros da minha fam´ılia, que com certeza tˆem papel
preponderante na minha vida.
Ao meu orientador e amigo Alexandre Street de Aguiar, por ter efeti-
vamente mudado a minha vida ao me abrir as portas da pesquisa cient´ıfica.
Agrade¸co tamb´em por toda a confian¸ca, a paciˆencia e os ensinamentos durante
este per´ıodo de mestrado.
AoProfessorJos´eManuelArroyo,pelagrandedisponibilidadeeinteresse,
por toda a aten¸c˜ao, por toda a ajuda, por todos os ensinamentos. Foi uma
honra ter a sua colabora¸ca˜o neste trabalho. Muchas Gracias, Profesor Arroyo.
Ao meu amigo Bruno Faˆnzeres Dos Santos, pela parceria de inestima´vel
valor, sem a qual a minha caminhada teria sido muito mais complicada.
Agrade¸co por sua colaborara¸c˜ao neste trabalho e por ter sido um dos meus
maiores incentivadores.
Ao meu amigo Joaquim Garcia, na˜o s´o pela amizade, como tamb´em pela
grande solicitude. Agrade¸co por ter me ajudado a passar para LaTeX o texto
do cap´ıtulo 2.
Aos membros e amigos do LAMPS, em especial, Ana Luiza Lopes,
Lucas Freire, Mario Souto, Aderson Passos, Sebastian Maier, Gustavo Amaral,
Gustavo Ayala, Mois´es Lima Menezes, Luciana Moreira, Andrea Alzuguir e
Betina Fernandes, por terem tornando o ambiente de trabalho no laborat´orio
o mais agrada´vel poss´ıvel.
`
A PUC-Rio e ao Departamento de Engenharia El´etrica, pelo excelente
ambiente de aprendizado.
AoCNPq,pelosuportefinanceiro,semoqualarealiza¸ca˜odessemestrado
na˜o seria poss´ıvel.