An Application of Simple and Compact Genetic Algorithms for Estimating Harmonic Components

This work presents an approach for the harmonic components estimation problem present in electrical power systems by making use of evolutionary algorithms. The referential data were obtained by the ATP (Alternative Transients Program) software. Compact and simple genetic algorithms were applied to estimate the parameters of non-linear function to generate a waveform as similar as possible to the one provided by the ATP software. The results yielded by the aforementioned evolutionary algorithms were then compared with one another in a number of scenarios, using the values obtained by the waveform of reference generated by the ATP software. The comparisons were used to seek evidence of which algorithm solved the problem in a setting with limited availability of computational resources. Based on the generated results, it has been found that compact genetic algorithm satisfactorily solves the proposed problem and it is the most indicated method, when less computational effort is required

Software components at the energetic operation planning of hydrothermal systems

O planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos pode ser classificado como um problema de um sistema acoplado no tempo e no espaço, não linear, não convexo, estocástico e de grande porte. A complexidade do problema justifica a necessidade de utilização de diversas ferramentas computacionais com abordagens variadas. Este trabalho tem como objetivo a realização de estudos relacionados ao planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de geração, pela aplicação de componentes de software e de sistemas de inferência fuzzy. Pretende-se apresentar e aplicar um processo de desenvolvimento (UML Components), baseado em componentes de software, para a construção de modelos computacionais de simulação e otimização para servir de apoio ao planejamento da operação energética do sistema hidrotérmico brasileiro. O processo de desenvolvimento UML Components é aplicado de forma a nortear o desenvolvimento do software, para englobar as diferentes atividades realizadas nos fluxos de trabalho, além de incluir os vários artefatos produzidos. Como contribuição adicional, paralelamente ao uso dos componentes de software, este trabalho apresenta uma política de operação energética para reservatórios baseada em sistemas de inferência fuzzy Takagi-Sugeno. A política proposta é baseada na otimização da operação energética das usinas hidrelétricas, empregando o modelo de otimização desenvolvido. Com a operação energética otimizada, obtém-se as relações entre a energia armazenada do sistema e o volume útil operativo de cada usina a reservatório. A partir dessas relações são ajustados os parâmetros do modelo Takagi-Sugeno de ordem um. Ao optar-se por um sistema de inferência fuzzy para determinar a política de operação energética de um conjunto de reservatórios, obtém-se uma estratégia de ação/controle que pode ser monitorada e interpretada, inclusive do ponto de vista lingüístico. Outra vantagem na aplicação de sistemas fuzzy deve-se ao fato dos operadores humanos (especialistas) poderem traduzir, de forma consistente, e em termos de regras lingüísticas, o seu processo de tomada de decisões, fazendo com que a ação do sistema fuzzy seja tão fundamentada e consistente quanto a deles.The operation planning of hydrothermal power systems can be classified as a nonseparable, nonlinear, nonconvex, stochastic and of large scale optimization problem. The complexity of this problem justifies the need for the use of various computational tools with different approaches. This work aims the accomplishment of studies related to the operation planning of hydrothermal power systems through the implementation of software components and fuzzy inference systems. It is intended to provide and implement a development process (UML Components) based on software components for building computational model of optimization and simulation to support the operation planning of the Brazilian hydrothermal power systems. The UML Components development process is a applied in a way to guide the software development to encompass different activities realized on workflows, as well as to include the various artifacts produced. As additional contribution, in parallel to the use of software components, it is intended to present an operational policy of reservoirs based on Takagi-Sugeno fuzzy inference systems. The proposed policy is based on optimization of hydropower operation, using the optimization model developed. Through the optimized operation, relations between system stored energy and the reservoir volume of each plat are obtained. With these relationships, the parameters of the Takagi-Sugeno model are adjusted. In choosing a fuzzy inference system for determining the operational policy of a set of reservoirs, it is obtained as strategy of action/control that can be monitored and interpreted including linguistic standpoint. Another benefit of the fuzzy system application refers to the fact that human specialists can consistently represent, through linguistic rules, their decision making process, making the fuzzy system action as consistent and sound as theirs

A Reservoir Operation Policy Using Inter-Basin Water Transfer for Maximizing Hydroelectric Benefits in Brazil

The Hydrothermal Coordination problem consists of determining an operation policy for hydroelectric and thermoelectric plants within a given planning horizon. In systems with a predominance of hydraulic generation, the operation policy to be adopted should specify the operation of hydroelectric plants, so that hydroelectric resources are used economically and reliably. This work proposes the implementation of reservoir operation rules, using inter-basin water transfer through an optimization model based on Network Flow and Particle Swarm Optimization (PSO). The proposed algorithm aims to obtain an optimized operation policy of power generation reservoirs and consequently to maximize the hydroelectric benefits of the hydrothermal generation system, to reduce the use of thermoelectric plants, the importation and/or energy deficit and to reduce the cost associated with meeting the demand and reduce CO2 emissions from combustion of fossil fuels used by thermoelectric plants. In order to illustrate the efficiency and effectiveness of the proposed approach, it was evaluated by optimizing two case studies using a system with four hydroelectric plants. The first case study does not consider transfer and water and the second case study uses water transfer between rivers. The obtained results illustrate that the proposed model allowed to maximize the hydroelectric resources of a hydrothermal generation system with economy and reliability

Sistemas imunológicos artificiais no teste de agentes inteligentes

Agentes inteligentes consistem em uma tecnologia da computação promissora para o desenvolvimento de sistemas distribuídos complexos. Apesar dos referenciais teóricos disponíveis para orientar o projetista desses agentes, existem poucas técnicas de testes propostas para validar esses sistemas. Sabe-se que essa validação depende dos casos de teste selecionados, os quais devem providenciar informações a respeito dos componentes na estrutura do agente que estão com desempenho insatisfatório. Este artigo apresenta a aplicação de sistemas imunológicos artificiais (SIA), por meio do algoritmo de seleção clonal (Clonalg), para o problema de otimização de seleção de casos de teste para o teste de sistemas computacionais baseados em agentes inteligentes. A fim de validar o uso do Clonalg, foram realizadas comparações entre as técnicas de algoritmos genéticos (AG) e algoritmos de otimização por colônia de formigas (ACO). Nos experimentos com a abordagem testando agentes inteligentes com diferentes tipos de arquitetura em ambientes parcialmente e totalmente observáveis, a abordagem selecionou um conjunto de casos de teste satisfatório em termos das informações geradas sobre o desempenho irregular do agente. Com base nesse resultado, a abordagem possibilita a identificação dos episódios problemáticos, permitindo ao projetista realizar mudanças objetivas na estrutura interna do agente de forma a melhorar seu desempenho