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Otimização de operação dos meios básicos de controle de tensão em sistemas de distribuição / Optimal operation of basic voltage control equipment on power distribution systems

Rodrigues, Marcio de Godoy 17 June 2005 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation presents methods and algorithms to increase use efficiency of basic voltage control equipment on power distribution systems and also models for secondary distribution networks. This basic voltage control equipment consists of on load tap changer transformers on substations, operated according to a control law, and distribution transformers with off load, manually operated tap changers. The optimum setting of those basic equipments has a fundamental importance since they can solve the biggest part of voltage control problems without any additional investment and can also minimize the damage caused by problematic distribution networks to its consumers. In this work two main algorithms are proposed and analyzed, one using heavy and light load conditions and the other one searching for a more complete analysis working with a full typical day; in both cases the tap adjust for distribution transformers and the substation voltage control law are the means to achieve global reduction on low quality energy supplied to system s consumers. The voltage level optimization on distribution networks with similar load curves may be done based on heavy and light load conditions. This method is also a solution when data about 24 hours operation is unavailable. On the other hand, when data about 24 hours operation is available a more complete analysis that can achieve not only a solution for all consumers is desirable whenever possible. Furthermore, this can also minimize low quality energy supplied to them when we cannot guarantee adequate voltage levels to all. As a way to get the necessary data for voltage control optimization models for secondary distribution networks that uses only data ready available on most companies were created. The results and the perspectives for efficiency increase on use of basic voltage control equipment with the proposed algorithms were obtained from a series of real data exercises. / Esta dissertação apresenta metodologias e algoritmos, visando ao aumento da eficiência do uso dos meios básicos de controle de tensão em sistemas de distribuição, bem como modelos de redes secundárias. Os meios básicos de controle de tensão consistem em transformadores com mudança de tap s sob carga nas subestações, operados através de uma lei de controle de tensão e transformadores com mudança de tap s sem carga, instalados na grande maioria dos sistemas de distribuição. A otimização destes meios assume fundamental importância, uma vez que pode resolver a maior parte dos problemas de controle de tensão das redes de distribuição sem qualquer investimento adicional e pode também minimizar o prejuízo causado por redes problemáticas a seus consumidores. Estão propostos e analisados dois algoritmos principais: um utilizando a análise em horários de maior e menor carregamento do sistema, e outro buscando uma análise mais completa durante todo o dia. Em ambos os casos, o ajuste dos tap s dos transformadores de distribuição e a construção da lei de controle de tensão da subestação é meio para reduzir a energia de má qualidade fornecida pelo sistema. A otimização dos níveis de tensão em redes de distribuição com cargas homogêneas pode ser realizada com base em análise de dois regimes operacionais: regime de demanda máxima e de demanda mínima. Este método também é solução quando não se dispõe de informações que possibilitem uma modelagem mais completa do sistema de distribuição. Por outro lado, quando há dados suficientes, é recomendável uma análise mais completa, em 24 horas, que pode obter não só uma solução satisfatória para todos os consumidores em qualquer hora do dia (quando existente), mas também pode minimizar a energia de má qualidade fornecida aos consumidores, quando isto não for possível. Visando suprir os dados necessários à otimização do controle de tensão, foram criados modelos de redes secundárias que utilizam informações atualmente disponíveis nas concessionárias de energia elétrica. Os resultados e a possibilidade de aumento da eficiência do uso dos meios básicos de controle de tensão, com o uso dos algoritmos desenvolvidos nesta dissertação, foram testados com base em uma série de exemplos reais.

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