Orientadores: André Franceshi de Angelis, José Geraldo Pena de Andrade

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia

Resumo: Neste trabalho, propõe-se a avaliação de quatro métodos que possam melhorar a resiliência de redes de alta tensão através da adição de linhas de transmissão, utilizando-se a Teoria das Redes Complexas. Criou-se um modelo da rede brasileira de geração e transmissão de energia elétrica em...

Resumo: Neste trabalho, propõe-se a avaliação de quatro métodos que possam melhorar a resiliência de redes de alta tensão através da adição de linhas de transmissão, utilizando-se a Teoria das Redes Complexas. Criou-se um modelo da rede brasileira de geração e transmissão de energia elétrica em forma de grafo para testar os métodos. O primeiro deles consiste em ligar pares de vértices que possuam menor grau em toda a rede. O segundo liga os vértices de menor betweenness. O terceiro efetua ligações entre pares de vértices de menor grau que estejam ligados aos vértices de maior carga em toda a rede. O último, faz ligações entre os dois vértices de betweenness mediano. Todos os métodos foram testados com e sem o auxílio do procedimento "min-cut", capaz de identificar as arestas que, ao serem removidas, dividem a rede em duas sub-redes, permitindo assim efetuar ligações que reduzam o risco dessa divisão. Além dos testes no modelo da rede brasileira, utilizaram-se também 1000 redes Scale-Free e 1000 aleatórias para verificar o aumento de eficiência trazidos. Todos os métodos foram capazes de aumentar a eficiência, tanto no modelo da rede real quanto nos modelos artificiais. A estratégia de ligar os vértices de betweenness mediano com auxílio do min-cut trouxe o maior aumento. A resiliência da rede, diante de falhas planejadas e falhas aleatórias, foi aumentada em poucos casos, porém, em nenhum houve redução da mesma. Conclui-se que as estratégias propostas podem ser utilizadas para melhorar a eficiência de redes de alta tensão, mantendo ou aumentando sua resiliência, bem como podem ser usadas para trazer os mesmos atributos para redes complexas em geral

Abstract: In this work we purpose to assess four methods to improve high-voltage networks resilience against failures and attacks, using the Complex Network Theory to do it. To test these methods, we created a network model in graph format, based on the Brazilian generation and transmission...

Abstract: In this work we purpose to assess four methods to improve high-voltage networks resilience against failures and attacks, using the Complex Network Theory to do it. To test these methods, we created a network model in graph format, based on the Brazilian generation and transmission electrical network. The first of these methods consist in to link pairs of nodes which have the lowest degree in the network. The second creates a link betweenn the lowest betweenness nodes. The third method is to link the two lowest degree nodes which are linked to the highest load nodes. The last one creates a link betweenn the two nodes which has the median betweenness. All methods were tested with and without the use of the "min-cut" procedure. This procedure finds the lowest number of necessary links that, when removed, divide the network in two sub-networks. It allows us to identify these links and reduce the risk of this partitioning the network by adding new links. We also test the strategies in 1000 artificial Scale-Free networks and 1000 artificial Random networks to validate those methods. All strategies were able to increase efficiency, in the real and artificial networks models. The strategy which links the median betweenness nodes using the "min-cut" procedure brought the best results. The network resilience against planned and random failures was increased in in few cases, but no decreases was registered. We conclude that our strategies can be used to improve high-voltage network efficiency, keeping or improving its resilience, as they can be used to bring the same attribute to any type of complex networks