Desenvolvimento de técnicas avançadas para construção de regiões de segurança estática

Autor: Tavela, Fábio Morandi
Přispěvatelé: Passos Filho, João Alberto, Oliveira, Leonardo Willer de, Peres, Wesley
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFJF
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
instacron:UFJF
Popis: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Esta dissertação tem como objetivo principal apresentar o desenvolvimento de técnicas avançadas para construção de Regiões de Segurança Estática (RSEs), revisando as metologias disponíveis na literatura e apresentando uma ferramenta computacional para análise de redes, implementada em linguagem Python, com foco na construção automatizada de RSEs. Primeiramente, é realizada uma revisão detalhada a respeito dos principais conceitos necessários para o entendimento adequado do cenário em que estão inseridas as RSEs. Nesta revisão, são abordados temas como a estabilidade em sistemas de potência e os estados de operação a que um sistema pode estar sujeito. Ainda na revisão, são introduzidos os sistemas de Avaliação de Segurança Estática e Dinâmica em tempo real, conhecidos como sistemas on-line SDSA (Static and Dynamic Security Assessment). Também é realizada uma revisão bibliográfica de trabalhos que têm relação, direta ou indireta, com as RSEs. Após a revisão e contextualização do tema, é apresentado o processo de construção de RSEs, em que é introduzida a ferramenta de análise de redes desenvolvida. Tal ferramenta foi implementada com foco na eficiência computacional, possuindo, inclusive, a capacidade de construir RSEs com a utilização de processamento paralelo. Após o detalhamento do processo de construção das RSEs, são apresentadas as técnicas elaboradas com o intuito de aprimorar os recursos disponíveis em uma RSE. A primeira técnica insere a monitoração de perdas elétricas no processo construtivo de uma RSE, tornando possível a observação da variação das perdas de um sistema, através de um mapa de calor, ao longo de uma região segura. A segunda técnica trata da inserção de um novo limite de segurança, chamado limite de geração intermitente, a fim de tornar possível a monitoração do impacto da geração eólica através de RSEs. Visando à redução no tempo de construção da RSE, levando em conta sua utilização prática, é proposto um novo método de construção, chamado de Método Adaptativo. Tal método foi baseado no método de construção convencional de RSEs e tem como premissa a utilização de informações de RSEs associadas a pontos de operação anteriores para acelerar o processo de construção de uma RSE em um novo ponto de operação. É demonstrado que o Método Adaptativo é capaz de gerar resultados com a mesma qualidade que método o convencional, porém, com uma redução considerável no tempo computacional. Além disso, é avaliada a aplicação do Controle Secundário de Tensão em conjunto com RSEs, a fim de aumentar as margens de segurança do sistema. Por fim, são avaliadas e validadas as técnicas propostas neste trabalho através de resultados de simulações em sistemas teste. This master’s thesis has as main goal to present the development of advanced techniques for the construction of Static Security Regions (SSRs), reviewing the methodologies available in the literature and presenting a computational tool for network analysis, implemented in Python language, focusing on the automated construction of SSRs. First, a detailed review is carried out regarding the main concepts necessary for the proper understanding of the scenario in which SSRs are inserted. In this review, topics such as power systems stability and the operating states to which a power system may be subject are addressed. The on-line Static and Dynamic Security Assessment (SDSA) is also introduced in the review section. A bibliographic review of works that have a direct or indirect connection with SSRs is also carried out. After reviewing and contextualizing the theme, the SSR construction process is presented, in which the developed network analysis tool is introduced. Such a tool was implemented with a focus on computational efficiency and even having the ability to build SSRs using parallel processing. The techniques developed to improve the resources available in an SSR are presented after detailing its construction process. The first technique includes the assessment of electrical losses in the construction process of an SSR, making it possible to observe the variation in the losses of a system, through a heat map, over a safe region. The second technique deals with the insertion of a new security limit, called the intermittent generation limit, to make it possible to evaluate the impact of wind generation through SSRs. To reduce the SSR’s construction time, taking into account its practical use, a new construction method, called Adaptive Method, is proposed. This method was based on the conventional SSR construction method and uses SSR’s information associated with previous operation points to accelerate the process of building an SSR at a new operating point. It is demonstrated that the Adaptive Method is capable of generating results with the same quality as the conventional method, but with a considerable reduction in computational time. In addition, the application of secondary voltage control combined with SSR is evaluated to increase the security margins of the system. Finally, the techniques proposed in this work are evaluated and validated through the results of simulations in test systems.
Databáze: OpenAIRE
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