UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2256
Tipo: Tese
Título: Método direto para localizar soluções de baixa tensão no problema de fluxo de potência
Autor(es): SARMIENTO, Jonattan Emanuel
Primeiro Orientador: SOUZA, Antonio Carlos Zambroni de
Resumo: No contexto atual, os geradores distribuídos estão aumentando progressivamente sua importância na operação dos sistemas de distribuição, e, consequentemente, o estudo de estabilidade de tensão aumenta a sua importância nesses sistemas. Considerando que as Soluções de Baixa Tensão (SBT) das equações do fluxo de potência são uma informação importante para as análises de estabilidade de tensão, surge a necessidade de um método especializado na localização das SBT nos sistemas de distribuição. Essa necessidade pode ser dividida em dois subproblemas: primeiro, o desenvolvimento de um método de fluxo de potência com a capacidade de calcular as SBT nos sistemas de distribuição e, por último, a especialização desse método de fluxo de potência para localizar as SBT. Neste trabalho, propõe-se solucionar ambos os subproblemas. Para o primeiro, é proposto um método de fluxo de potência trifásico para sistemas de distribuição com a capacidade de calcular as SBT, o qual está baseado em uma formulação inovadora expressa em números complexos. Essa formulação é solucionada através do método de Newton usando o cálculo de Wirtinger. Para o segundo subproblema, são propostas três formulações para localizar as SBT de modo direto, denominadas: formulação básica, básica alternativa e formulação SBT-RCF. As três estão baseadas em uma característica dos autovalores generalizados do fluxo de potência, a qual indica que quando ocorre uma solução de operação normal, todos os autovalores são complexos, e quando ocorre uma SBT, existe um par de autovalores reais puros. Já na análise de convergência das propostas, no caso do método de fluxo de potência, observou-se melhor desempenho computacional quando comparado a um método típico dos sistemas de distribuição, o método das varreduras. Além disso, o método proposto pode convergir em uma SBT, sendo uma característica essencial na análise de estabilidade de tensão. Em relação às formulações para localizar as SBT, o método de Newton falha ao tentar solucionar a formulação básica devido à deficiente convergência global desse método nessa formulação. Na formulação básica alternativa, o método de Newton apresenta uma leve melhora, porém falsas convergências podem acontecer devido à formulação estar baseada no gradiente de uma função de mérito. No entanto para a formulação SBT-RCF tem sido desenvolvido um problema de otimização equivalente, no qual, foi adicionado um relaxamento nas restrições. O problema foi solucionado através do método de pontos interiores, apresentando características de convergência superiores ao método de Newton nas formulações anteriores, conseguindo calcular as SBT em sistemas de 2, 4, 34, e 123 barras sem problemas.
Abstract: In the current context, Distributed Generators are progressively increasing their importance in the operation of distribution systems, and, consequently, the study of voltage stability increases their importance in these systems as well. Since Low-voltage Solutions (LVS) of the power flow equations are an important information for voltage stability analyzes, the need arises for a specialized method to locate LVS in distribution systems. This need can be divided into two sub-problems: first, the development of a power flow method with the capability to calculate LVS in distribution systems, and lastly, the specialization of this power flow method to locate LVS. In this work, it is proposed to solve both sub-problems. For the first, a three-phase power flow method for distribution systems with the capability to calculate LVS is proposed, which is based on an innovative formulation written in complex numbers. This formulation is solved by Newton’s method using Wirtinger calculus. For the second sub-problem, three formulations are proposed to locate LVS directly, called: basic formulation, alternative basic, and SBT-RCF formulation. The three are based on a characteristic of the generalized eigenvalues of the power flow, which indicates that when a normal operating solution occurs, all eigenvalues are complex, and when an LVS occurs, there is a pair of pure real eigenvalues. In the convergence analysis of the proposals, the power flow method has better computational performance when compared to a typical method of distribution systems, the backward-forward sweep method. In addition, the proposed method can converge in an LVS, being an essential feature in analysis of voltage stability. In relation to formulations to locate LVS, Newton's method fails to try to solve the basic formulation due to the poor global convergence of this method in this formulation. In the alternative basic formulation, Newton's method shows slight improvement, however, false convergences can happen due to the formulation being based on the gradient of a merit function. Nevertheless, for the SBT-RCF formulation, an equivalent optimization problem was developed, in which a relaxation of the equation was performed. The problem was solved using the interior points method, presenting convergence characteristics superior to Newton's method when solving the previous formulations, being able to calculate LVS in systems of 2, 4, 34 and 123 buses without problems.
Palavras-chave: Sistema elétrico de potência
Soluções de baixa tensão
Fluxo de potência
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2256
Data do documento: 8-Dez-2020
Aparece nas coleções:Teses

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Tese_2020028.pdf4,26 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.