Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: A modified dijkstra algorithm to analyze the effects of power loop flows caused by embedded hvdc links
Autor(es): ALVARENGA, Gabriel Ferreira
Primeiro Orientador: SOUZA, Antônio Carlos Zambroni de
Resumo: A tecnologia de Corrente Contínua de Alta Tensão (HVDC) desempenha um papel crucial na integração de energia renovável e na otimização dos fluxos de potência em redes elétricas modernas. Este estudo desenvolve uma estrutura avan¸cada de otimiza¸c˜ao para minimizar perdas de potência em sistemas com enlaces HVDC incorporados, abordando também os desafios impostos pelas interações de fluxos em laço. Primeiramente, é proposta uma nova metodologia para identificar e analisar cenários de fluxos em laço, utilizando um algoritmo de Dijkstra modificado para detectar de forma eficiente caminhos críticos em redes malhadas de grande escala. Essa abordagem simplifica a análise para os operadores do sistema, permitindo uma mitigação mais eficaz de circulações indesejadas de potência. Com base nesses achados, o estudo formula um problema de otimização que ajusta dinamicamente as injeções de potência HVDC para minimizar perdas na transmissão, especialmente durante eventos de redistribuição de potência causados por flutuações na geração renovável. A metodologia considera condições do sistema, como variações de carga e reconfigurações da rede de transmissão, garantindo um desempenho robusto em diferentes cenários operacionais. Simulações nos sistemas de teste de 107 barras do Brasil e 57 barras do IEEE validam a eficácia da estrutura proposta, demonstrando reduções significativas nas perdas de potência e maior eficiência da rede. Os resultados fornecem aos operadores do sistema uma ferramenta abrangente para otimizar a operação de enlaces HVDC, mitigar problemas de fluxos em laço e aprimorar a integração segura de energia renovável no sistema elétrico.
Abstract: High Voltage Direct Current (HVDC) technology plays a crucial role in integrating renewable energy and optimizing power flows in modern electrical grids. This study develops an advanced optimization framework to minimize power losses in systems with embedded HVDC links while also addressing the challenges posed by loop flow interactions. First, a novel method for identifying and analyzing loop flow scenarios is proposed, utilizing a modified Dijkstra algorithm to efficiently detect critical loop paths in large-scale meshed networks. This approach simplifies the analysis for system operators, enabling more effective mitigation of undesired power circulations. Building upon these findings, the study further formulates an optimization problem that dynamically adjusts HVDC power injections to minimize transmission losses, particularly during power redistribution events caused by renewable generation fluctuations. The methodology considers system conditions such as load variations and transmission network reconfigurations, ensuring robust performance under different operating scenarios. Simulations on the Brazilian 107-Bus and IEEE 57-Bus test systems validate the framework’s effectiveness, demonstrating significant reductions in power losses and improved grid efficiency. The findings provide system operators with a comprehensive tool for optimizing HVDC operation, mitigating loop flow issues, and enhancing the secure integration of renewable energy into the power system.
Palavras-chave: Sistemas de transmissão de potência
Otimização de HVDC
Análise de fluxos em laço
Algoritmo de Dijkstra modificado
Minimização de perdas de potência
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
Citação: ALVARENGA, Gabriel Ferreira. A modified dijkstra algorithm to analyze the effects of power loop flows caused by embedded hvdc links. 2025. 108 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4262
Data do documento: 27-Mar-2025
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