Avaliação da estabilidade de tensão utilizando análise modal e estimação de estados: uma abordagem considerando o impacto de erros de medição para a identificação de barras críticas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Mingorança, Jeanderson Soares
• Orientador(a): Melo, Igor Delgado de
• Banca de defesa: Peres, Wesley , Araújo, Leandro Ramos de
• 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: Estimação de estados; Estabilidade de tensão; Análise modal; Medição fatorial sincronizada; Medição fasorial sincronizada; Método dos mínimos quadrados ponderados; Erros grosseiros; State estimation; Voltage stability; Modal analysis; Synchronized phasor measurement; Weighted least squares method; Gross errors
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00021; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13991

Esta dissertação apresenta uma nova abordagem para a avaliação da estabilidade de tensão em sistemas de potencia aplicando-se a análise modal nos resultados obtidos pela estimação de estados (EE). Na metodologia proposta, medições são obtidas de redes elétricas monitoradas continuamente e essas são processadas por meio do método dos Mínimos Quadrados Ponderados (MQP), o qual ´e modificado a partir de uma abordagem híbrida em que medições sincronizadas e não sincronizadas são mescladas a fim de prover maior robustez ao estimador de estados. Dessa forma, medidores fatoriais sincronizados são utilizados conjuntamente a medidores inteligentes e sensores tradicionais do sistema SCADA (em inglês, Supervisory Control and Data Acquisition) a fim de determinar o estado operativo mais prov´avel de um sistema de potência monitorado. A partir da introdução do conceito de robustez estatística no método proposto, almeja-se suprimir o impacto de erros grosseiros, garantindo maior confiabilidade aos resultados, valendo-se de aplicações de testes de Qui-quadrada de Pearson, Máximo Resíduo Normalizado (MRN) e Algoritmo Genético (AG). A partir das estimativas de magnitudes de tensões e ˆângulos em todos os barramentos do sistema, ´e calculada uma matriz de sensibilidade das potências reativas em relação `as magnitudes de tensão estimadas por meio de equações algébricas. A análise modal ´e aplicada nessa matriz determinando seus autovalores e auto vetores os quais são utilizados para estimar fatores de participação para cada barra do sistema, indicando as mais críticas em relação ao problema da estabilidade de tensão. O sistema de 30 barras de transmissão, o de 33 barras de média tensão e um sistema de distribuição universitário que modela a rede elétrica da UFJF (Universidade Federal de Juiz de Fora) foram utilizados para a condução de casos de estudo a fim de validar o método através de métricas estatísticas. Ademais, apresentam-se estudos, análises e resultados acerca de erros grosseiros, formas de detectá-los, identificá-los e suprimi-los/corrigi-los para manter a confiabilidade da EE e, por consequência, garantir que estudos de estabilidade de tensão possam ser realizados na prática, reduzindo os impactos negativos de possíveis erros de medição.