Utilização do método de função energia em estudos de estabilidade de tensão.

Abstract

Esta tese aborda a questão da estabilidade de tensão de sistemas elétricos de potência. Vários aspectos são discutidos, como por exemplo, a análise conceitual, fatores de influência e caracterização do fenômeno de colapso de tensão. Alguns métodos de análise estática são apresentados, ressaltando-se seus objetivos, que são: o diagnóstico do ponto de operação, a determinação da barra crítica do sistema de potência e da margem de carga até o ponto de colapso de tensão. Métodos de função energia e suas aplicações em análises dinâmicas de sistemas de potência são abordados, bem como os aspectos teóricos de estabilidade de sistemas e a função de Lyapunov para sistemas de potência. Uma breve descrição de métodos de obtenção das soluções consideradas pontos de operação instáveis, a partir das equações do fluxo de carga, também é apresentada, tendo em vista sua importância na técnica de cálculo da função energia em análises estáticas. Em seguida a metodologia proposta nesta tese é introduzida. Trata-se do método da função energia utilizado em análise estática de estabilidade de tensão. Neste caso apenas a energia potencial do sistema é considerada. Esta metodologia, que tem por objetivo a determinação da margem de carga de um sistema elétrico de potência até o ponto de colapso, pode também ser utilizada para a determinação de corte de carga. Com o auxílio de uma matriz Jacobiana estendida, incorporam-se nesta matriz as equações da função energia – obtendose, ao final do processo iterativo, um valor próximo de zero na energia do sistema – e as equações do fluxo de carga, para se obter as atualizações das soluções instáveis a cada iteração. Neste trabalho também é proposto um método para a determinação das soluções instáveis de um sistema de potência. Tal método baseia-se em uma estimativa da tensão na barra crítica com valor reduzido, uma vez que essas soluções são utilizadas nas equações da função energia. Finalmente, o trabalho apresenta os resultados dos testes realizados em sistemas elétricos de potência com o programa computacional que foi desenvolvido contemplando as propostas descritas acima. O método da continuação foi utilizado como referência e os resultados obtidos nas duas metodologias propostas são comparados, com o objetivo de validar a eficiência dessas propostas.