Alocação e dimensionamento de geração distribuída e coordenação otimizada de religador-fusível baseados em algoritmos genéticos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Ferraz, Renato Santos Freire
Orientador(a): Medina, Augusto Cesar Rueda lattes
Banca de defesa: Trujillo, Joel David Melo lattes, Fardin, Jussara Farias lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Elétrica
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Centro Tecnológico
País: BR
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/14820
Resumo: Nowadays, it is possible to notice a growth in the integration of Distributed Energy Resource (DER) in the distribution systems. Despite the many benefits caused by this integration, there are some changes in the load and short-circuit current, which may lead to some issues in the protection system, such as simpathetic tripping, mis-coordination between protective devices, reduction in reach of impedance relays, among others. Moreover, an improper DER integration can generate problems regarding the levels of current, voltage and power factor of the network. Therefore, in this work, the author aimed to conduct a specific study related to the DER optimal allocation and sizing in a distribution feeder, in order to reduce investment and operation costs, regarding the operational and physical limits of the system and generators. In addition, optimal recloser fuse coordination was performed to reduce the actuation time of these protective devices, taking into account the generation and load variation during the day, DER operating modes and all the fault types. In this study, the optimization method adopted was genetic algorithms, due to the adaptive optimization and parallel computing which, based on the selection, crossover and mutation operations, are capable of searching for the optimal solution in the solution space; and the IEEE 34-Node Test Feeder was used to evaluate the proposed methodology. Therefore, from the results, it was possible to notice a 39.420% reduction of the overall cost, from the DER allocation proposed in this analysis. Regarding the coordination between reclosers and fuses, it was possible to achieve a single protection scheme, which is able to coordinate the protective devices for all the analyzed cases simultaneously, avoiding the need for adaptive protection or fault current limiters
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spelling Medina, Augusto Cesar Ruedahttps://orcid.org/0000000242913153http://lattes.cnpq.br/7397584412509839Ferraz, Renato Santos Freirehttps://orcid.org/0000-0001-7571-1972http://lattes.cnpq.br/1832936459743268Trujillo, Joel David Melohttps://orcid.org/0000-0001-5046-1890http://lattes.cnpq.br/4396532007704107Fardin, Jussara Fariashttps://orcid.org/0000-0003-4785-556Xhttp://lattes.cnpq.br/19121130959885282024-05-30T00:49:35Z2024-05-30T00:49:35Z2020-09-18Nowadays, it is possible to notice a growth in the integration of Distributed Energy Resource (DER) in the distribution systems. Despite the many benefits caused by this integration, there are some changes in the load and short-circuit current, which may lead to some issues in the protection system, such as simpathetic tripping, mis-coordination between protective devices, reduction in reach of impedance relays, among others. Moreover, an improper DER integration can generate problems regarding the levels of current, voltage and power factor of the network. Therefore, in this work, the author aimed to conduct a specific study related to the DER optimal allocation and sizing in a distribution feeder, in order to reduce investment and operation costs, regarding the operational and physical limits of the system and generators. In addition, optimal recloser fuse coordination was performed to reduce the actuation time of these protective devices, taking into account the generation and load variation during the day, DER operating modes and all the fault types. In this study, the optimization method adopted was genetic algorithms, due to the adaptive optimization and parallel computing which, based on the selection, crossover and mutation operations, are capable of searching for the optimal solution in the solution space; and the IEEE 34-Node Test Feeder was used to evaluate the proposed methodology. Therefore, from the results, it was possible to notice a 39.420% reduction of the overall cost, from the DER allocation proposed in this analysis. Regarding the coordination between reclosers and fuses, it was possible to achieve a single protection scheme, which is able to coordinate the protective devices for all the analyzed cases simultaneously, avoiding the need for adaptive protection or fault current limitersAtualmente, é possível notar uma elevada integração de Geração Distribuída (GD) em sistemas de distribuição. Apesar dos diversos benefícios causados por essa integração, observam-se algumas modificações das correntes de carregamento e de curto-circuito, as quais podem gerar problemas nos sistemas de proteção, como a falsa operação dos dispositivos de proteção, perda de coordenação, redução do alcance da proteção de distância, entre outros. Outrossim, uma integração de GD de forma inapropriada acarreta problemas relacionados aos limites operacionais do sistema, como níveis de corrente, de tensão e de fator de potência. Portanto, nesse trabalho, realizou-se um estudo específico referente à alocação e ao dimensionamento otimizado de unidades de GD em um sistema de distribuição, com o propósito de reduzir custos de projeto e de operação, respeitando os limites operacionais e físicos do sistema e dos geradores. Ademais, foi realizada a coordenação otimizada entre religadores e fusíveis a fim de reduzir o tempo de operação desses dispositivos, considerando o perfil de geração e de carga durante o dia, todos os modos de operação das unidades de GD alocadas e todos os tipos de falta. Nesse estudo, o método de otimização utilizado foi o de algoritmos genéticos, devido à capacidade de adaptação, além da operação paralela, os quais, baseados na seleção, mutação e recombinação, são capazes de buscar a solução otimizada dentro do espaço amostral; e, para verificação da metodologia proposta, utilizou-se o alimentador de 34 nós do IEEE. A partir dos resultados alcançados, foi possível notar uma redução de 39,420% dos custos de investimento e de operação, com base na alocação das unidades de GD. Com relação à coordenação dos religadores e fusíveis, foi possível alcançar um esquema único de proteção, que é capaz de coordenar os dispositivos analisados para todos os casos, simultaneamente, dispensando a necessidade de sistemas adaptativos e limitadores de corrente de faltaTexthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/14820porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFESBRCentro Tecnológicosubject.br-rjbnEngenharia ElétricaAlgoritmos genéticosAlocaçãoSistema de proteçãoAllocationGenetic algorithmsProtection systemAlocação e dimensionamento de geração distribuída e coordenação otimizada de religador-fusível baseados em algoritmos genéticosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALDissertacao_Renato_Ferraz_v2.pdfapplication/pdf3932957http://repositorio.ufes.br/bitstreams/fefb1374-a288-412d-bce8-8a68d7dcbaf8/download045400dece036b8d471b3566441f364bMD5110/148202025-06-30 18:25:54.204oai:repositorio.ufes.br:10/14820http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082025-06-30T18:25:54Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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