Metodologias de co-simulação aplicadas a Sistemas de potência

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Chagas, Igor Borges de Oliveira
• Orientador(a): Tomim, Marcelo Aroca
• Banca de defesa: Passos Filho, João Alberto , Lima, Antônio Carlos Siqueira de , Meira, Paulo César Magalhães
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Co-simulação; Simulação de sistemas de potência; Functional mock-up interface; OpenDSS; Sistemas de transmissão; Sistemas de distribuição; Co-simulation; Power system simulation; Transmission systems; Distribution systems
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00118; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14295

Essa dissertação apresenta técnicas de co-simulação para simulação de sistemas de transmissão dinâmicos acoplados a sistemas de distribuição. A estratégia da co-simulação permite que sistemas complexos e heterogêneos sejam divididos em subsistemas menores, cuja modelagem e solução podem ser implementadas em plataformas especializadas. Porém, é de vital importância garantir a compatibilidade entre as interfaces do sistema. Nesse âmbito, será utilizada a interface padronizada FMI (Functional Mock-up Interface), que permitirá a troca de informações de modelos dinâmicos embutidos em FMUs (Functional Mock-up Units). Uma vantagem que a co-simulação oferece é a possibilidade da integração de modelos de domínios diferentes. Além disso, essas unidades podem ser distribuídas como bibliotecas de acesso dinâmico compiladas, que podem ser compartilhadas enquanto a propriedade intelectual é protegida. Embora a co-simulação não tenha sido amplamente explorada para estudos dinâmicos de sistemas de potência, a técnica pode ser eficaz para estudos dinâmicos de sistemas acoplados. Nesse contexto, sistemas de transmissão e distribuição podem ser simulados em diferentes plataformas computacionais, com suas técnicas mais eficientes, que trocam dados entre si de forma cíclica. Dessa forma, cinco técnicas de co-simulação serão apresentadas nesse trabalho. Serão apresentados testes de co-simulação, utilizando a metodologia da linha fictícia, entre sistemas modelados em Modelica e embutidos em FMUs. Os resultados mostraram que a co-simulação replicou de forma bastante fiel os resultados de simulações para o mesmo sistema modelado de forma completa, sem partições, obtidos no OpenModelica. Além disso, a estratégia proposta apresentou tempos computacionais reduzidos e, em algumas situações, se mostrou como a única alternativa para simular os estudos propostos. Nesse trabalho também foram reportadas metodologias para a co-simulação entre FMUs e sistemas de distribuição modelados no OpenDSS. Atrasos observados nas estratégias baseadas em linhas fictícias e no método com atraso foram eliminados completamente através de métodos iterativos alternados. Esses métodos também possibilitaram a redução do tempo computacional ao mesmo tempo que mantiveram a precisão dos resultados.