Procedure di Interior Point per l'ottimizzazione della gestione dei sistemi elettrici

1 INTRODUZIONE Attualmente lo sforzo degli studiosi dei sistemi elettrici di potenza è teso a sviluppare metodologie efficienti per la risoluzione del problema di Optimal Power Flow (OPF) ossia la gestione ottimale del trasporto di energia, nel rispetto dei vincoli fisici, caratteristici del sistema reale (equazioni di load flow). Per gestione ottimale si intende il funzionamento del sistema elettrico di potenza, in determinate condizioni di esercizio, che realizzi al tempo stesso tre obiettivi: 1. soddisfacimento di una certa situazione di carico a fronte di una corrispondente quantità di energia elettrica; questa energia generata è destinata a bilanciare anche le perdite di potenza nel sistema di trasmissione (equazione di load flow); 2. minimizzare una determinata funzione obiettivo che può essere di diversa natura a seconda di come si vuole gestire il sistema elettrico di potenza. Può trattarsi di costi totali di produzione dell’energia, delle perdite in linea, della potenza generata complessivamente, della funzione di social welfare; 3. sicurezza e funzionalità del sistema elettrico di potenza. Cioè è indispensabile che alcune grandezze, caratteristiche del sistema elettrico di potenza, si mantengano all’interno di un range prestabilito. Si tratta, ad esempio, di limiti inferiori e superiori di grandezze come i moduli delle tensioni alle sbarre, potenza generata, transiti in linea, rapporti di trasformazione, ecc.. Lo studio condotto in questo lavoro di tesi riguarda particolari metodologie per la formulazione del problema di Optimal Power Flow. Si tratta degli interior point methods (IPM). Tale studio consiste nell’impostare un opportuno algoritmo per controllare l’effettiva validità del metodo studiandone le caratteristiche innovative, e le metodologie da applicare per ottimizzarne l’utilizzo. Questi metodi a differenza dei metodi classici (metodo del gradiente decrescente, metodo di Newton) consentono una più agevole gestione dei vincoli funzionali e di sicurezza, ereditando al tempo stesso la robustezza del metodo di Newton.