Algoritmo dos vaga-lumes com população não homogênea aplicado ao despacho econômico de carga - Kapelinski, Kléber (2019)
O problema de despacho econômico é uma aplicação prática de otimização com fundamental importância para a operação de sistemas de potência. Neste problema, o objetivo é determinar as potências de saída das unidades geradoras do sistema, de forma que, o custo total de geração seja o menor possível, e as restrições do problema sejam atendidas. Logo, uma solução eficiente para este problema contribui para a redução de custos. A utilização de métodos matemáticos para a solução deste problema tem sido considerada, no entanto, estes métodos não são aplicáveis quando a função de custo é não diferenciável ou não convexa. Assim, para a solução de problemas de despacho econômico de carga que consideram efeitos mais complexos, a utilização de metaheurísticas tem se mostrado uma alternativa mais apropriada. O algoritmo dos vaga-lumes é uma metaheurística que tem se mostrado bastante eficiente em estudos comparativos e aplicações. O desempenho deste algoritmo tem sido melhorado com a proposta de variantes. Normalmente, estas variantes são comparadas ao algoritmo original utilizando-se um conjunto de funções teste. Estas funções teste são também conhecidas como problemas artificiais, e foram concebidas ao longo do tempo para caracterizar tipos específicos de obstáculos para os métodos de busca. Por outro lado, em aplicações práticas, vários obstáculos diferentes dificultam a busca pela melhor solução. Neste Trabalho, foi proposta uma nova variante do algoritmo dos vaga-lumes, onde a população de agentes é não homogênea. Desta forma, cada vaga-lume passa a ser governado por seus próprios parâmetros e, consequentemente, a ter também um comportamento distinto. Para a comparação da variante deste Trabalho com o algoritmo original, foi selecionado um conjunto de dez funções teste e, posteriormente, foi realizada uma aplicação dos métodos a problemas de despacho econômico. A comparação dos algoritmos em um caso de teste de um determinado problema não permite uma conclusão generalizada. Assim, para investigar os efeitos de diferentes tamanhos de problemas, modelos de custo e restrições, foram selecionados doze sistemas de teste do problema de despacho econômico da literatura. Nos problemas considerados são considerados o efeito de ponto de válvula, múltiplos combustíveis, função custo cúbica, perdas nas linhas de transmissão, zonas proibidas, limites mínimo/máximo e de rampa. A variante proposta obteve melhor desempenho do que o algoritmo original em nove das dez funções teste. Já no problema de despacho econômico, a variante apresentou melhores resultados em sistemas de maior escala sendo que em dez dos doze problemas considerados, a melhor média de custos foi obtida pelo algoritmo com população não homogênea.