Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Avaliação da criticidade estática e dinâmica de subestações em sistemas elétricos de potência
Autor(es): LIMA, Lucas Ramalho de
Primeiro Orientador: SILVA, Armando Martins Leite da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: MACHADO JÚNIOR, Zulmar Soares
Resumo: Esta Tese de Doutorado apresenta novas metodologias para classificar nós e subestações baseadas nos desempenhos estático e dinâmico (estabilidade transitória) em sistemas elétricos de potência. A abordagem é capaz de oferecer um ranking de nós (i.e., barras) ou subestações, pelo qual os planejadores e operadores do sistema identificam as instalações mais propensas a receber novos reforços (i.e., investimentos). Do ponto de vista estático, a avaliação da criticidade nodal é baseada na análise de todas as contingências “N-1” e “N-2” possíveis com suas respectivas probabilidades de ocorrência, considerando apenas equipamentos diretamente conectados à barra. Este processo é repetido para todos os nós. O corte de carga obtido pelo fluxo de potência ótimo e as probabilidades dos eventos são usadas como base para o cálculo do indicador estático de cada nó do sistema. Do ponto de vista dinâmico (i.e., estabilidade transitória), os nós são classificados baseados em índices de estabilidade, que medem os impactos de eventos (i.e., curtos-circuitos) monofásico e trifásico envolvendo contingências simples de equipamentos conectados a um determinado nó do sistema, focando-se em uma abordagem que melhora a consistência e a precisão do método SIME (Single Machine Equivalent). Os impactos destes eventos são devidamente ponderados por probabilidades. A avaliação da criticidade nodal é também estendida para subestações, consistindo basicamente em identificar os elementos de transmissão e nós que compõem uma subestação, através de um algoritmo topológico de rede, e como a falha destes é combinada no cálculo dos indicadores estático e dinâmico, para a classificação do desempenho das subestações do sistema. Com o auxílio desta metodologia, Esquemas de Proteção de Sistemas (EPS) são implementados afim de melhorar a estabilidade da rede. Diversas aplicações em sistemas testes são realizadas para confirmar a criticidade das instalações das redes. Por último, conclusões são estabelecidas e propostas para trabalhos futuros são incluídas.
Abstract: This thesis presents new methods to classify nodes and substations based on static and dynamic (transient stability) network performances in electrical power systems. The approach is capable of offering a ranking of nodes (i.e., buses) or substations, whereby planners and system operators identify the facilities most likely to receive new reinforcements (i.e., investments). From the static point of view, the assessment of the nodal criticality is based on the analysis of all possible “N-1” and “N-2” contingencies with their respective probability of occurrence, considering only equipment directly connected to the corresponding bus. This process is repeated for all nodes. The amount of load shedding obtained by an optimal power flow and the related event probabilities are used as the basis for estimating the static index for each system node. From a dynamic point of view (i.e., transient stability), nodes are classified based on stability indices, which measure the impacts of single- and three-phase events (i.e., short-circuits) involving single contingencies of equipment connected to a given system node, focusing on an approach that improves the consistency and accuracy of the Single Machine Equivalent (SIME) method. The impacts of these events are also weighted by associated probabilities. The nodal criticality evaluation is also extended to substations, basically consisting of identifying the transmission elements and nodes that make up a substation, through a network topological algorithm, and how their failure is combined in the calculation of static and dynamic indices, for ranking the performance of network substations. With the support of this methodology, Special Protection Schemes (SPS) are implemented in order to improve the stability of the network. Several applications in test systems are performed to confirm the criticality of network equipment. Finally, conclusions are drawn and proposals for future work are discussed.
Palavras-chave: Criticidade de subestações
Análises de adequação e segurança
Esquemas de proteção de sistemas
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
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/123456789/2421
Data do documento: 16-Mar-2018
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