Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T06:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dester_Mauricio_M.pdf: 1510731 bytes, checksum: 2d78f28f0e947ab2f8b733433312aa84 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho é propor um método que permita, de forma rápida e segura, estabelecer uma lista de contingências ordenada por severidade considerando a óptica da estabilidade de tensão. Em linhas gerais, o procedimento consiste em obter o estado da rede após a simulação de uma determinada contingência e calcular o índice de performance correspondente à mesma. Estes passos devem ser repetidos para todos os ramos da rede. Ao final tem-se um índice associado a cada contingência. Para a obtenção da lista ordenada por severidade, classificam-se as contingências considerando como fator de ordenação o valor do índice de performance calculado para cada uma delas. De posse desta lista, pode-se lançar mão de ferramentas que permitam uma análise mais detalhada para o grupo contingências com maior severidade e a tomada de ações no sentido de minimizar as conseqüências causadas por estas contingências. Este método pode ser utilizado como suporte à operação em tempo real, pois permite a seleção das contingências mais severas, de forma rápida, para então posteriormente realizar uma análise mais detalhada das mesmas. Não há, portanto, a necessidade da análise detalhada de todas as contingências da rede, o que permite uma economia de tempo, esforço humano e computacional, recursos estes de fundamental importância considerando a operação em tempo real / Abstract: The aim of this work is to propose a fast and reliable method to rank a list of contingencies ordered by severity under the voltage stability point of view. The basic steps of the method consist of computing the system's post-contingency state and computing the respective performance index. These steps must be repeted for contingencies associated to all system branches. So an ordered contingency list is built considering the performance index of each contingency as a merit factor. With this list it is possible to pick the most severe contingencies and submit them to conventional tools that allow a more complete analysis and appropriate decisions to avoid operating system in insecure conditions if one of the severe contingencies occurs. It is possible to use this method as a real time tool due to its efficiency. Little computational effort is made to get the ordered contingency list and it is possible to focus the human and computational effort on the most severe contingencies. The real time operation requires efficient decision-making procedures and this method brings up the possibility of saving time since it is no longer necessary to analize all system contingencies to find out the most severe one. It suffices to analize the top-ranked contingencies captured by the proposed method / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Security analysis of a power system requires a process called contingency analysis that analyzes results from all possible single contingencies (i.e. outages) in the system. The process of contingency analysis requires the definition of a parameter that is used to monitor a certain aspect of the system, which is called a performance index. The performance index definitions used traditionally have been highly nonlinear, and the results have not accurately predicted the outcome of the performance index in some cases. These incorrect results are referred to as misrankings since the contingency results are usually placed in order of severity so that the most severe cases are evident. This thesis considers a new definition of contingency ranking using a more linearized definition of the performance index. The construction of both the new, proposed definition and the classic definition both consider the current loading of circuits in the system as compared to their rated values. Specifically, the parameter measured by the proposed definition measures the difference, while the more nonlinear definition uses a ratio of the two quantities, which is then raised to a higher power. A small, four bus test system is used to demonstrate the benefits of the new, more linearized definition. The average percent error for all single line contingencies of the system decreased by over 9.5% using the proposed definition as compared to the previous one. This decrease in error allows this performance index to monitor a similar parameter (comparing current loading and current rating of the lines) and achieve a higher degree of accuracy. Further linearization of this proposed definition also shows a reduction in the average percent error by an additional 22% so that when compared to the original, highly nonlinear definition, the average error is reduced by almost 30%. By linearizing the definition of the performance index, the results are more accurate and misrankings are less likely to occur from the security analysis process.

[pt] Os sistemas de energia elétrica estão operando atualmente próximos dos limites de estabilidade, comprometendo a segurança. Este fato tem sido evidenciado por diversos blackouts no mundo inteiro. A avaliação da segurança dinâmica torna-se, então, fundamental. O objetivo é a busca de um método rápido e, sobretudo, confiável, para analisar o comportamento dinâmico de um sistema de energia elétrica. Esta dissertação trata, portanto, do problema da avaliação da segurança dinâmica de sistemas de energia elétrica. A avaliação é realizada através da determinação das margens de estabilidade, utilizando os resultados de simulações no domínio do tempo, que fornece informações qualitativas a respeito da estabilidade na primeira oscilação. O grupo de geradores severamente perturbados é determinado e a margem de estabilidade de cada um deles é calculada. O gerador que apresentar a menor margem determina a margem de estabilidade do sistema. Quando a margem de estabilidade assume valor nulo, o tempo crítico de eliminação da falta é obtido. Estes resultados são comparados com aqueles determinados pelo método de tentativa e erro, utilizando um programa convencional de estabilidade transitória. Desta forma, as contingências são classificadas em função dos tempos críticos de eliminação de falta, de acordo com o nível de severidade. Essa classificação permite reduzir o conjunto de contingências a ser estudado. A contribuição deste trabalho é mostrar que o critério baseado na aceleração imediatamente após a eliminação da falta é mais eficaz que aquele baseado na aceleração imediatamente após a ocorrência da falta para a indicação do grupo de geradores severamente perturbados. / [en] Power systems have been operating nowadays near to the stability limits putting security under risk. This is one of the reasons why the dynamic security assessment is a fundamental tool to avoid the occurrence of blackouts in the whole world. The goal is a reliable and fast way to evaluate the dynamic behavior of a power system. This dissertation deals with the problem of dynamic security assessment of power systems. The evaluation is performed based on stability margins calculated from time domain simulation results, providing qualitative information about the first swing stability. The group of severely disturbed machines is defined and the stability margins are determined. The machine with the lowest margin determines the stability margin of the system. When the system margin approaches the zero value, the critical clearing time is obtained. These outcomes are compared with that ones determined by trial and error method using a conventional transient stability program. Having done that, a contingency ranking is defined according to the critical clearing time. The ranking minimizes the number of contingencies that have to be studied. This dissertation shows that the criterion to define the group of severely disturbed machines based on the machine accelerations at the instant immediately after the fault clearing time is more efficient than that one based on the machine accelerations at the instant immediately after the fault occurrence.