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[en] REACTIVE LOAD FORECAST / [pt] PREVISÃO DA POTÊNCIA REATIVA DA CARGAELIZABETH CARDOSO BEZERRA 17 September 2002 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta um modelo de previsão de curto
prazo para cargas reativas horárias. Tal modelo é uma
extensão do método desenvolvido por P. C. Gupta no qual
utiliza-se um procedimento de previsão que combina idéias e
procedimentos de duas abordagens: o método de amortecimento
exponencial e o modelo de Box e Jenkins. Até os dias atuais
os estudos nesta área foram elaborados para potência ativa
da carga. Como praticamente não existem na literatura
especializada métodos de previsão para a carga reativa,
este trabalho pretende iniciar a modelagem destes dados, o
qual é de grande importância para o novo modelo do Setor
Elétrico Brasileiro. Desta forma o desenvolvimento desta
ferramenta tem a intenção de aprimorar a avaliação do
comportamento desta carga, contribuindo para o melhor
desempenho operacional do sistema elétrico. Com a evolução
das técnicas, este trabalho utiliza também métodos
inteligentes para fazer a previsão de carga reativa. Sendo
assim foram utilizadas Redes Neurais Artificiais, a título
de comparação dos resultados com o modelo proposto. / [en] This dissertation presents a reactive load forecast model
for power systems. The model is an extension of P. C.
Gupta s method, including ideas and procedures from
exponential smoothing and Box and Jenkins models. A wide
variety of studies has been developed in the last
years on load forecast model for active power only. On the
other hand, reactive load forecast works haven t been
commonly implemented. The introduction of this new concept
intends to fulfill this gap of reactive load forecast
studies due to their importance to the Brazilian Power
System. An improved load behavior evaluation and a better
electric system operation could arise with the adoption and
development of this tool. Comparisons with as neural
network models were also done.
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[en] STUDY OF REACTIVE POWER COST ALLOCATION METHODOLOGIES IN TRANSMISSION SYSTEMS IN A COMPETITIVE FRAMEWORK / [pt] ESTUDO DE ALTERNATIVAS DE PARTIÇÃO DE CUSTOS DE POTÊNCIA REATIVA EM SISTEMAS DE TRANSMISSÃO EM AMBIENTES COMPETITIVOSLUIZ GUILHERME BARBOSA MARZANO 16 November 2006 (has links)
[pt] Este trabalho faz um estudo de várias metodologias de
partição de custos em ambientes competitivos, com o
objetivo de se propor algoritmos para a repartição do
custo de suporte de reativo entre os diversos acessantes.
Entre as várias metodologias estudadas, como por exemplo
Nucleolus, Principio da Decomposição e Valor de Shapley,
será verificado que o método de Aumann-Shapley é o mais
adequado à repartição do custo de suporte de reativo, já
que é baseada em custos marginais, bastante compatíveis com
um ambiente econômico competitivo.
Técnicas de otimização são de extrema importância para
aplicação da metodologia de Aumann-Shapley, porque
fornecem os multiplicadores de lagrange necessários ao
cálculo dos custos marginais de potencia reativa, que são
utilizados na repartição de custos de Aumann-Shapley.
Neste sentido, é apresentado um algoritmo de pontos
interiores, através do qual também se obtém o custo total
de suporte reativo.
Dois algoritmos para a repartição do custo de suporte de
reativo serão então apresentados, um para aplicação ao
caso determinístico e outro para o caso estocástico, de
modo a se considerar s ocorrência de contingências na rede
elétrica.
A metodologia proposta é ilustrada em estudos utilizando-
se dois sistemas teste: um de 24 barras e outro de 1653
barras. / [en] This work presents the study of some cost allocation
methodologies in a competitive framework and proposes
algorithms to reactive cost allocation among transmission
consumers. Among the studied methodologies, e.g.
Nucleolus, Decomposition Principle and Shapley Value, the
Aumann-Shapley methodology will be shown to be the most
adequate in sharing the cost of reactive support, due to
its basis in marginal cost compatible with and economic
competitive framework.
Optimization techniques are very important to Aumann-
Shapley methodology application, because the supplied
Lagrange multipliers are extremely important to the
evaluation of reactive power marginal cost, carried out in
Aumann-Shapley cost allocation. Besides that, an interior
point algorithm will be presented, which is used to obtain
Lagrange multipliers and to determine the reactive support
total cost.
Afterwards, two algorithms will be presented to reactive
power support cost allocation, one to be applied in a
deterministic case and the other to a stochastic case,
where contingencies in a electric network are taken into
account.
The proposed method is illustrated in studies with two
electric test systems: one composed by 24 buses and other
by 1653 buses.
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[en] MODELING OF VOLTAGE CONTROL FOR THE EVALUATING OF THE TRANSMISSION SYSTEM LOADING / [pt] MODELAGEM DO CONTROLE DE TENSÃO PARA A AVALIAÇÃO DO CARREGAMENTO DA REDE DE TRANSMISSÃOBERNARDO HENRIQUE TODT SEELIG 17 October 2005 (has links)
[pt] A falta de recursos e a questão ecológica tem limitado a
expansão do sistema de transmissão. Esta realidade, em
conjunto com o crescimento da carga, faz com que os
sistemas elétricos trabalhem bastante carregados. Esta
nova condição pode levar a situações de colapso de tensão.
O desenvolvimento de métodos para a avaliação do
carregamento da rede de transmissão tornou-se necessário e
imprescindível para que se possa entender o funcionamento
do sistema nestas condições e possibilitar a sua operação
de modo correto.
O carregamento da rede de transmissão pode ser avaliado
por condições nodais associadas ao máximo fluxo de
potência ativa e reativa que pode ser transmitida dos
geradores para as cargas. Estas condições nodais são
avaliadas por uma ferramenta analítica com base em modelo
matemático, simples mas poderoso, de uma direta
interpretação física do fenômeno. Índices abrangentes e
significativos são obtidos a partir da matriz Jacobiano do
sistema. Eles indicam a região de operação na curva V x P,
Q a margem em MVA para o máximo carregamento, a
importância relativa entre as barras, e uma medida de
dificuldade de transmissão.
O controle de tensão influi diretamente nas condições de
operação e portanto, deve ser incluído na modelagem do
problema. Usualmente são: controle de tensão por ajuste de
tap de LTCs e controle de tensão (local e remota) por
injeção de potência reativa. O controle é restrito pelos
limites dos taps de transformadores, limites de injeção de
potência reativa e limites de tensão.
Neste trabalho é mostrada a forma como se deve incluir os
controles e limites relacionados com a tensão, na
ferramenta analítica de avaliação do carregamento da rede
de transmissão. O índice calculado apropriadamente é nulo
no ponto de máxima transferência de potência. É mostrado
que os controles e limites de tensão do sistema podem e
devem ser representados na matriz Jacobiano do sistema
linearizado de equações que modelam o sistema, exceto os
da barra em análise, mesmo se esta tiver sua tensão
controlada. / [en] The lack of investiments and the ecological matter have
limited the expansion of the transmission system. This
reality, together with the growth of the load, makes the
electric systems to work heavy loaded. This new condition
can lead to situations of voltage collapse. The
development of methods for evaluation the loading of the
transmission network became necessary and indispensable in
understanding the performance of the system under these
conditions and in making possible the operating in a
correct way.
The transmission system loading can be evaluated by nodal
conditions associated to the maximum active and reactive
power flow that can be transmitted from generators to
loads. These nodal conditions are assessed by an analytic
tool based on a a mathematical model. Simple but powerful,
derived directly from a physical interpretation of the
phenomenon. Meaningful and comprehensive indexes are
obtained from a partition of the jacobian matrix of the
system. They indicate the operation area in the V x P, Q
curve, the margin in MVA for the maximu loading, the
relative importance among the busbars, and a measure of
transmission difficulty.
The voltage control is of paramount importance on
operating consitions and therefore should be included in
the problem modeling. Usually they are voltage control by
tap adjstment of LTCs and voltage control (local and
remote) by injection of reactive power. The control is
constrained by limits on the taps of transformers, on
reactive power injection and on voltage magnitudes.
In this work it is shown how the controls and limits
related with the voltage should be include in the
analytical tool for the evaluation of the transmission
system loading. The index calculated adequately is null in
the point of maximum power transfer, positive in the upper
half and negative in the lower half of the V x P, Q curve.
It is shown that the voltage controls and limits of the
system can and should be represented in the Jacobian
matrix of the linearised system of equations, except on
bus under analysis, even if it is a voltage controlled bus.
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[pt] DESEMPENHO OTIMIZADO DE SISTEMA DE POTÊNCIA EM REGIME PERMANENTE / [en] OPTIMUM PERFORMANCE OF POWER SYSTEMS IN THE STEADY STATEJOAO LUIZ ELQUESABAL MARINHO 07 February 2008 (has links)
[pt] O problema geral de minimizar os custos operativos de um
sistema de potência mediante escolha acertada de geração
ativa e reativa, é formulado como um problema matemático
de programação não linear.
O problema geral é particularizado para o de minimização
das perdas ativas em transmissão, com decisões judiciosas
quanto a geração de potência reativa e posicionamento de
taps de transformadores. Rotinas computacionais eficientes
baseadas na resolução do fluxo de potência pelo método de
Newton-Raphson e nas variáveis duais (lagrangeanas) do
teorema de Kuhn-Tucker são discutidas.
As possibilidades de se estender o fluxo de potência com
otimização de reativo para a potência ativa são também
discutidas. Verifica-se que o trabalho adicional envolvido
é bastante simples, resultando no problema economicamente
mais importante do despacho otimizado da potência ativa e
reativa. / [en] The general problem of minimizing the operating cost of a
power system by proper selection of active and reactive
productions is formulated as a nonlinear programming
problem.
The general problem is particularized to the minimization
of transmission line losses by suitable selection of the
reactive productions and tranformer tap settings. An
efficient computational producedure based on the Newton-
Raphson method for solving the power flow equations ando n
the dual (lagranggian) variables of the Kuhn and Tucker
theorem is discussed.
The possibilities of extending the optimum reactive power
flow to consider the real power are also discussed. The
extra work to be done is very simple, resulting in the
economically more important problem of combined active and
reactive dispatch optimication.
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[en] COSTS ALLOCATION OF REACTIVE POWER DEVICES / [pt] IDENTIFICAÇÃO DOS BENEFICIÁRIOS E ALOCAÇÃO DE CUSTOS DE FONTES DE POTÊNCIA REATIVAGISELA APARECIDA SILVA N BARROS 20 May 2003 (has links)
[pt] No atual modelo econômico do setor elétrico, é necessário
identificar os agentes beneficiados pelos serviços
ancilares à transmissão de potência de forma a alocar
adequadamente os custos de investimento, de operação e
manutenção do equipamento necessário para a prestação do
serviço. Entre os serviços ancilares, destaca-se o suporte
de potência reativa para a regulação de tensão.
Este trabalho apresenta um método baseado nos
multiplicadores de Lagrange de um problema de otimização
associado ao cálculo das medidas corretivas necessárias para
lidar com níveis de tensão inadequados. Dois critérios de
otimização são definidos: mínimo corte de carga e mínima
alocação de potência reativa. Os multiplicadores de
Lagrange definem a responsabilidade de cada barra quando
ocorrem violações de tensão no sistema.
O método permite não só identificar as barras beneficiadas
pelo equipamento de compensação de potência reativa como
também alocar os custos entre elas. É priorizada a
confiabilidade do sistema, analisando as contingências
possíveis e considerando suas respectivas probabilidades de
ocorrência. O programa computacional NH2, desenvolvido pelo
CEPEL, é a ferramenta básica para o desenvolvimento deste
trabalho. O método é aplicado, a título de ilustração, ao
sistema IEEE - RTS de 24 barras e ao sistema da Área Rio.
Os resultados obtidos são comparados com um método já
existente, que define fatores de alocação de custos medindo
os benefícios às barras devido ao suporte de potência
reativa. Esta comparação, benefício x responsabilidade,
e a própria teoria dos dois métodos, mostram que o método
proposto identifica mais adequadamente as barras e os
respectivos fatores para a repartição dos custos. / [en] It is important to identify the agents that take advantage
of the ancillary services for system operation in the
nowadays electricity market. The actual economic design
requires that the costs of investment, operation and
maintenance of the necessary equipment should be properly
allocated between these agents. Among the ancillary
services, the reactive power support for voltage regulation
is quite important.
It is presented a method that identifies the buses that
take advantage of the reactive power equipment and
allocates the costs between each one of them. The power
system reliability is taken into account. The analysis
considers possible contingencies and their respective
probability of occurrence. The computer program NH2,
developed by CEPEL, is the main tool for the development of
this work.
The method is based on the Lagrangian multipliers of an
optimal power flow problem (OPF) associated to corrective
measures necessary to deal with voltage violations. Two
different objective functions are used: minimum load
shedding and minimum reactive power injection. The
Lagrangian multipliers define the responsibility of each
bus when system voltage violations occur.
For the purpose of illustration, the method is applied on
the 24 bus IEEE Reliability Test System and on Área Rio
system. Results are compared with those produced by other
existing method that defines cost allocation factors
measuring the benefit due the reactive support. This
comparison, benefit x responsibility, and the theory used
by both methods, show that the proposed method identifies
more appropriately the buses and the corresponding factors
to allocate the costs.
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[pt] PREVISÃO DE POTÊNCIA REATIVA / [en] REACTIVE POWER FORECASTINGELIANE DA SILVA CHRISTO 28 December 2005 (has links)
[pt] No novo modelo do Setor Elétrico é essencial desenvolver novas técnicas
que estimem valores futuros, a curto e longo-prazos, das potências ativa e reativa.
Com base nisso, este trabalho tem por objetivo apresentar uma nova técnica de
previsão horária de potência reativa a curto-prazo, por subestação, baseada na
linearidade existente entre as potências ativa e reativa. O modelo proposto,
denominado de Modelo Híbrido de Previsão de Reativo, é dividido em duas
etapas: A primeira etapa é feita uma classificação dos dados através de uma rede
neural não supervisionada Mapas Auto-Organizáveis de Kohonen (SOM); A
segunda etapa, utiliza-se um modelo de defasagem distribuída auto-regressivo
(ADL) com estimação de Mínimos Quadrados Reponderados Iterativamente
(IRLS) acoplado a uma correção para autocorrelação serial dos resíduos - Método
Iterativo de Cochrane-Orcutt. Este Modelo Híbrido tem como variável dependente
a potência reativa, e como variáveis explicativas dados horários de potência ativa
e reativa no instante atual e defasadas no tempo. A previsão de potência reativa a
curto-prazo é dividida em in sample e em out of sample. A previsão out of
sample é aplicada a períodos horários em até um mês à frente. O modelo
proposto é aplicado aos dados de uma concessionária específica de Energia
Elétrica e os resultados são comparados a um modelo de Regressão Dinâmica
convencional e a um modelo de Redes Neurais Artificiais Feedforward de
Múltiplas camadas (MLP) com um algoritmo de retropropagação do erro. / [en] The forecasting of reactive and active power is an
important tool in the
monitoring of an Electrical Energy System. The main
purpose of the present work
is the development of a new short-term reactive power
hourly forecast technique,
which can be used at utility or substations levels. The
proposed model, named A
Hybrid Model for Reactive Forecasting, is divided in two
stages. In the first
stage, the active and reactive power data are classified
by an unsupervised neural
network - the Self-Organized Maps of Kohonen (SOM). In the
second stage, a
Autoregressive Distributed Lags Model (ADL) is used with
its parameters
estimated by an Iteratively Reweighted Least Square
(IRLS). It also includes a
correction lag structure for serial autocorrelation of the
residuals as used in the
Cochrane-Orcutt formulation. The short term reactive power
forecasting is
divided in in sample and out of sample. The out of sample
forecast is
applied to hourly periods until one month ahead. The
proposed model is applied to
real data of one substation and the results are compared
with two other
approaches, a conventional Dynamic Regression and a
Feedforward Multi-layer
Perceptron (MLP) Artificial Neural Network model.
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[en] ECONOMIC VALUE OF REACTIVE POWER DEVICES / [pt] MAPEAMENTO DO VALOR ECONÔMICO DOS EQUIPAMENTOS DE COMPENSAÇÃO DE POTÊNCIA REATIVAIVO SERGIO BARAN 13 December 2002 (has links)
[pt] No novo modelo para o setor elétrico brasileiro a operação
do sistema é de responsabilidade do Operador Independente
do Sistema enquanto que a propriedade do equipamento e os
gastos com a sua manutenção são de responsabilidade do
agente prestador do serviço ancilar.Desta forma, o lucro do
agente prestador do serviço ancilar de potência reativa
será função do custo deste serviço uma vez que a sua
remuneração é previamente definida pelo agente regulador.
Dentro desta ótica os riscos operacionais dos equipamentos
de compensação de potência reativa, se não forem
convenientemente mitigados,poderão aumentar os gastos com a
manutenção e o pagamento de multa pela indisponibilidade do
equipamento.Riscos operacionais são situações de sistema
que estão fora da responsabilidade do agente mas que
poderão reduzir o seu faturamento.Esta dissertação descreve
os riscos operacionais e faz algumas sugestões para
proteger o agente da redução do seu faturamento. / [en] In the new brazilian deregulated electrical network, system
operation is under Independent System Operator
responsibility while the ancillary service agent is the
owner of the reactive power equipment and, as a
consequence, is responsible for its maintenance costs.
In the new model, the profit of the agent is a function of
the maintenance costs because his payment is previously
defined by the authorities. The operational risks of the
reactive power equipments, if not conveniently
mitigated, may increase the maintenance frequency and may
also result in the payment of a fee due to the equipment
unavailability.Operational risks are events in the
electrical transmission system that are not under the
responsibility of the agent but may reduce his profits.
This report describes these operational risks and makes
some suggestions to protect the agent against the reduction
in his profits.
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