21 |
Geração automática de manobras para sistemas eletroenergéticos. / Automatic generation of maneuvers for electro-energetic systems.CRISPIM, Camilla Falconi. 30 July 2018 (has links)
Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-30T19:06:38Z
No. of bitstreams: 1
CAMILLA FALCONI CRISPIM - DISSERTAÇÃO PPGCC 2013..pdf: 21498692 bytes, checksum: 0ddcf6e67e912aaa0d984982e73f8e76 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-30T19:06:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1
CAMILLA FALCONI CRISPIM - DISSERTAÇÃO PPGCC 2013..pdf: 21498692 bytes, checksum: 0ddcf6e67e912aaa0d984982e73f8e76 (MD5)
Previous issue date: 2013-03-15 / Manobras são executadas na rede elétrica para que não haja interrupção no fornecimento
de energia, causada por eventos aleatórios, como falha ou sobrecarga de equipamentos; ou para a realização de manutenção preventiva nestes equipamentos. A geração de manobras é normalmente manual e a sua elaboração pode demorar de uma hora e a um dia, dependendo da sua complexidade e do número de equipamentos envolvidos. O pouco tempo para a geração das manobras, principalmente em situações de contingência, aumenta a probabilidade de ocorrência de erros nas manobras elaboradas. Os fatores relacionados à demora na geração, às falhas na análise dos efeitos da manobra na rede elétrica e à alta susceptibilidade de erros, podem afetar negativamente o sistema elétrico e a companhia elétrica, diminuindo a segurança no sistema e aumentando as perdas monetárias associadas principalmente à indisponibilidade de equipamentos e à interrupção do fornecimento de energia. Este trabalho propõe uma nova abordagem para a geração automática de manobras para sistemas eletroenergéticos. Esta abordagem tem as principais características de uma solução ideal para o problema: (i) se baseia na topologia de tempo real da rede elétrica; (ii) usa regras de intertravamento baseadas na configuração topológica da rede e nos princípios elétricos dos dispositivos, garantindo assim a segurança do sistema e do pessoal da companhia elétrica; e (iii) usa algoritmos genéricos que independem dos tipos de arranjos topológicos, bem como do número de equipamentos na subestação. Para verificar a corretude da solução no escopo de uma companhia elétrica real, as manobras geradas automaticamente são comparadas
às manobras padrão elaboradas manualmente pelos operadores e/ou supervisores da
Companhia Hidroelétrica do São Francisco (CHESF). Ao todo, mais de 1300 roteiros foram comparados. Para a liberação de disjuntor, o percentual de acerto foi de 91,1%; e para a normalização de disjuntor, o percentual de acerto foi de 90,4%. A mediana dos tempos de geração automática destas manobras foram de 14ms e 16ms para liberação e normalização de disjuntor, respectivamente. Estes tempos apontam ganho significativo no tempo gasto para a geração de uma manobra. A outra forma de validação da técnica proposta baseia-se em um sistema prova-de-conceito (SmartSwitch). Esse sistema se destina aos operadores e supervisores da CHESF. Um grupo selecionado de especialistas na geração de manobras é responsável pela avaliação da usabilidade do sistema SmartSwitch e da corretude das manobras geradas automaticamente. A avaliação inicial feita por este grupo mostra que a técnica é capaz de gerar, em situações normais de topologia, operações de seccionamento corretas e seguras do ponto de vista elétrico. Percebeu-se também alto nível de aceitação do sistema SmartSwitch por parte dos operadores e supervisores de operação da CHESF, o que prova a contribuição do sistema para a eficácia do processo de geração de manobras na companhia colaboradora. / Switching sequences executed in the electrical grid aim to prevent electric power provision
interruptions, which may be caused by random events, such as equipment faults or overloads; or equipment maintenance. Switching sequence generation is usually manual, and can last between one hour and one day, according to the switching sequence complexity and the number of equipment involved. The limited time for switching sequence generation, especially in contingency circumstances, increases the probability of errors in the resulting switching sequences. Factors such as delay in switching sequence generation, failure in analyzing the switching sequence's effects on the electrical grid, and susceptibility to errors can negatively affect the electric system and the electric power company, decreasing system security, and increasing monetary losses mainly associated with equipment unavailability and electric power provision interruption. This study presents and evaluate a new approach for automatically generating switching sequences in electric substations; the proposal possesses the main characteristics to ideally solve the problem. The technique, for automatically generate switching sequences, (i) is based on the power grid's real-time topology; (ii) uses interlocking rules based on the grid's topological configuration in order to guarantee security for the system and for the workers; (iii) uses algorithms that are independent of the equipment's topological disposition and the substation's size. To verify the correctness of solution in the scope of a real electric company, the automatically generated switching sequences was compared
to standard switching sequences made manually by CHESF operation supervisors or
operators. In ali, more the 1300 scripts were compared. For switching sequences to release circuit breaker during maintenance periods, the percentage of correct switching sequence was 91,1%; and for switching sequence to restore circuit breaker, the percentage of correct switching sequence was 90,4%. The execution time was 14ms and 16ms, respectively. The second validation stage is based on proof-of-concept system, named SmartSwitch. The system is presented in this work and is intended to be used by CHESF operation supervisors and operators. A selected group of specialists in switching sequence generation is responsible for evaluating the system regarding its usability and correctness. The initial evaluation made by specialists group showed that technique is able to generate, in normal topology, correct and safe switching operations from electric point of view. Also, it was noticed that the tool has a high levei of acceptance by the company's operators and supervisors, due to its low maintenance needs.
|
22 |
Vector tugs actuation modeling for ship maneuvering simulators. / Modelagem da atuação de rebocadores vetoriais para simuladores de manobras marítimas.Barrera, Rodrigo Domingos 02 May 2019 (has links)
Ship Manoeuvring Simulators have proved to be powerful tools on analyzing the feasibility of new maritime maneuvers and new port constructions. In order to provide a complete immersive and real environment, such simulators must correctly represent the dynamics of the controlled vessel as well as the actuation of the tugboats, which have been extremely used over the last years due to the increasing complexity on the maritime maneuvers. Although few simulators can correctly model the dynamics of the tugboats, they still represent their actuation through the so-called \"vector tug model\". This is usually the case because it is expensive to run several integrated-simulators in real-time and the simulator centers do not have trained tugboat captains available. The vector tugs are usually represented as simplified external forces actuating on a vessel. The simplicity of such models causes a loss of realism during a maritime simulation due to the fact that neither the forces exerted on a towed vessel nor the tugboat\'s actuation position are accurate. In addition, tugboats\' actuation response time is usually not taken into account under the current vector tug models used on Ship Manoeuvring Simulators. The main objective of this work is to provide an innovative approach for vector tug actuation modeling in such a way that the towing force magnitude and actuation positions are accurate either in push or pull operation modes. The author will expand the static equilibrium model for tugboat force prediction presented in Brandner (1995) and Artyszuk (2014) and combine it along with optimization techniques in order to accurately obtain the tugboats\' actuation either working under the direct maneuver (i.e., tugboat uses solely its propeller power in order to exert force on a towed vessel) or working under the indirect maneuver (i.e., tugboats use the environmental disturbances and the hull drag in order to maximize their actuation force on a towed vessel). The implementation of the new mathematical model provides a new level of reality when vector tugs are used in Ship Manoeuvring Simulators. / Simuladores Navais têm provado ser poderosas ferramentas, tanto na análise de viabilidade de novas manobras portuárias, quanto na construção de novos portos. De modo a conseguir criar um ambiente imersivo e realista, tais simuladores devem conseguir representar corretamente a dinâmica de um navio a ser controlado e a atuação dos rebocadores portuários no mesmo. Embora alguns simuladores consigam modelar corretamente a dinâmica de rebocadores portuários, eles ainda representam tal atuação utilizando o modelo comumente chamado de \"rebocadores vetoriais\". Tal fato normalmente acontece pois é muito caro utilizar diversos simuladores conectados em tempo real. Além disso, em muitas ocasiões, os centros de simulação não têm disponível um comandante de rebocador treinado e capaz de manusear o mesmo de forma correta. Os rebocadores vetoriais normalmente são representados com modelos simplificados de forças externas atuantes em um navio a ser rebocado. A simplicidade de tais modelos gera uma grande perda de realismo durante uma simulação marítima dado que tanto as forças exercidas em um navio a ser rebocado quanto as posições de atuação dos rebocadores são imprecisas. Ainda, os tempos de resposta para a atuação dos rebocadores normalmente não é levado em conta nos modelos de rebocadores vetoriais presentes atualmente. O principal objetivo deste trabalho é prover uma abordagem inovadora para a modelagem da atuação de rebocadores vetoriais, de tal modo que a magnitude da sua força de reboque e seu posicionamento, tanto atuando no modo empurrar quanto no modo puxar, sejam fidedignos a realidade. O autor irá expandir o modelo de equilíbrio estático para predição de forças de atuação de rebocadores apresentado tanto em Brandner (1995) quanto em Artyszuk (2014), e irá introduzir técnicas de otimização de modo a obter a configuração precisa de atuação dos rebocadores tanto na manobra de modo direto quanto na manobra de modo indireto. As implementações propostas elevarão o nível de realidade de Simuladores Navais quando rebocadores vetoriais forem empregados.
|
23 |
Manobras evasivas sub?timas em leo sujeitas ? for?a de arrasto atmosf?rico e a colis?es com detritos espaciaisOliveira, Eduardo Mendes 25 August 2016 (has links)
Submitted by Verena Pereira (verenagoncalves@uefs.br) on 2017-02-17T22:06:12Z
No. of bitstreams: 1
Disserta??o Final (Corre??es) - Eduardo Mendes.pdf: 20884254 bytes, checksum: 2f9c97501da8a0259ee7afa7dee7506d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T22:06:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Disserta??o Final (Corre??es) - Eduardo Mendes.pdf: 20884254 bytes, checksum: 2f9c97501da8a0259ee7afa7dee7506d (MD5)
Previous issue date: 2016-08-25 / In this research we studied evasive maneuvers to avoid collisions in an environment with debris, enabling missions to the space. When a collision occurs, usually the space vehicle is completely damaged and destroyed, thus ensuring that the satellite avoids this collision will preserve the objective of the mission. In this study, we will see how a space vehicle can perform an evasive maneuver through thedriveline under the effect of the atmospheric drag force, whose efficiency will be established through the settings of technological parameters, which are the amount of fuel in the space vehicle and the ability to eject the propellant through the propulsion system. The purpose of the evasive maneuver is to avoid the collision but to keep the vehicle in its nominal orbit. At first we found several initial conditions of collision with the space vehicle under the influence of Earth's gravitational force, to ensure that there would be a collision between objects, from that on, the propulsion force was applied, after that, considering only the effect of atmospheric drag on the objects and right after the two collisional objects were brought under the effect of both forces, the force of the atmospheric drag and the propulsion together. In search of the most economical maneuver, from the point of view of fuel consumption, maneuvers were performed with lower propulsion drive time, and at different times of the trajectory of the vehicle and also at random times with the use of the propulsion force . The maneuvers were found through numerical simulations for each mathematical model of disturbances added to the orbital dynamics under the influence of the gravitational force. / Neste trabalho, fizemos o estudo de manobras evasivas para evitar colis?es em ambiente de detritos, viabilizando as miss?es espaciais. Quando ocorre uma colis?o, normalmente o ve?culo espacial fica totalmente danificado e destru?do, portanto, garantir ao sat?lite o desvio da colis?o, preservar? o objetivo da miss?o. Neste estudo, veremos como um ve?culo espacial pode executar uma manobra evasiva, atrav?s do sistema propulsor, sob o efeito da for?a de arrasto atmosf?rico, cuja efici?ncia ser? estabelecida atrav?s das configura??es dos par?metros tecnol?gicos, sendo estes, a quantidade de combust?vel do ve?culo espacial e a capacidade de ejetar propelente pelo sistema propulsor. O objetivo da manobra evasiva ? evitar a colis?o, mas, mantendo o ve?culo em sua ?rbita nominal. A princ?pio foi encontrado um conjunto de condi??es iniciais de colis?o com o ve?culo espacial sob o efeito da for?a gravitacional da Terra, para garantir que haveria a colis?o entre os objetos e, a partir disto, foi aplicada a for?a de propuls?o, depois considerando somente o efeito do arrasto atmosf?rico sobre os objetos e logo ap?s, o ve?culo espacial e o detrito foram postos sob o efeito de ambas da for?a de propuls?o e do arrasto atmosf?rico, juntas. Em busca da manobra mais econ?mica, do ponto de vista do consumo de combust?vel, foram executadas manobras com tempo de acionamento de propuls?o menor, e em diferentes momentos da trajet?ria do ve?culo e tamb?m por tempos aleat?rios de acionamento de for?a de propuls?o. As manobras foram determinadas atrav?s de simula??es num?ricas para cada modelo matem?tico das perturba??es adicionadas ? din?mica orbital sob o efeito da for?a gravitacional.
|
24 |
Solu??es de EDO e simula??es num?ricas para din?mica relativa colisional entre ve?culos operacionais e detritos espaciaisSantana, Jadiane de Jesus 07 July 2018 (has links)
Submitted by Verena Pereira (verenagoncalves@uefs.br) on 2018-11-14T22:49:02Z
No. of bitstreams: 1
Disserta??o de Jadiane(C).pdf: 1600835 bytes, checksum: 6b3162236247731029b8ced5d94cc873 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-14T22:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Disserta??o de Jadiane(C).pdf: 1600835 bytes, checksum: 6b3162236247731029b8ced5d94cc873 (MD5)
Previous issue date: 2018-07-07 / Earth's operational orbiting satellites are very useful for space science because it has great features as these services enable research and space explorations for scientific, commercial, and military interests as well. However, the increasing flow of space activities has increased the amount of debris orbiting in the operating regions, thereby increasing the chances of collisions in those areas, and allowing immeasurable damages if the satellite remains in this collision orbit.
In view of the large number of operational objects, the study of evasive maneuvers for space vehicles has been growing, and this one is important in face of the possibility of collisions, not only with a single debris but with clouds of space debris. The objective of the evasive maneuver is to avoid collision, but by keeping the vehicle in its orbit nominally.
The history of the phenomenon, that is, how it evolves over time, is found when the differential equation that represents the phenomenon is solved. From the point of view of Physics and Mathematics, the more realistic the model, the more difficult is the solution of the differential equations representing the phenomenon. Thus, this work seeks to present the analytical and semi-analytical solutions for the equations describing the relative dynamics between two bodies subjected to gravitational force, Chohessy-Wiltshire equations, under the influence of forces: gravitational, atmospheric drag, chemical propulsion ( exponential model and linear model), atmospheric drag plus chemical propulsion and plasma propulsion, and finally present their respective computational simulations. These simulations made it possible to show what happens to the operational satellites against a collision, for each specified model. With the contribution of the development of the atmospheric drag equation, with the drag coefficient varying / Os sat?lites operacionais em ?rbita da Terra s?o muito ?teis para a Ci?ncia Espacial, pois possuem grandes aplica??es e fun??es. Seus servi?os possibilitam pesquisas e explora??es espaciais para interesses cient?ficos, comerciais e tamb?m militares. Por?m, o crescente fluxo das atividades espaciais tem elevado a quantidade de detritos orbitando nas regi?es operacionais e, desse modo, aumentando as chances de colis?es nessas ?reas, e possibilitando imensur?veis preju?zos, caso o sat?lite permane?a nessa ?rbita de colis?o. Diante da grande quantidade de objetos operacionais e n?o operacionais, o estudo de manobras evasivas para os ve?culos espaciais torna-se urgente e necess?rio, visto a possibilidade de colis?es, n?o s? com um ?nico detrito, mas com nuvens de detritos espaciais. O objetivo da manobra evasiva ? evitar a colis?o, mas, mantendo o ve?culo em sua ?rbita nominal. A hist?ria do fen?meno, ou seja, como ele evolui no tempo, ? encontrada quando a equa??o diferencial que o representa ? resolvida. Assim obtemos a posi??o relativa entre os objetos colisionais no tempo. Do ponto de vista da F?sica e da Matem?tica, quanto mais realista for o modelo, mais dif?cil ser? a solu??o das equa??es diferenciais representantes do fen?meno. Assim, este trabalho busca apresentar as solu??es anal?ticas e semi-anal?tica para as equa??es que descrevem a din?mica relativa entre dois corpos sob a atua??o das for?as: gravitacional, de arrasto atmosf?rico, propuls?o qu?mica (modelo exponencial e modelo linear) e propuls?o plasma. Por fim, busca apresentar suas respectivas simula??es computacionais. Estas simula??es possibilitaram mostrar o que acontece com os sat?lites operacionais frente ? uma colis?o, para cada um modelo especificado. Outra contribui??o deste trabalho ? solu??o semi-anal?tica da din?mica relativa com arrasto atmosf?rico para densidade atmosf?rica n?o constante
|
25 |
Geração de manobras finais de recomposição de subestações do sistema elétrico.FREITAS, Renato Almeida de. 13 September 2017 (has links)
Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2017-09-13T17:03:25Z
No. of bitstreams: 1
Dissertacao Geração de manobras finais.pdf: 4641365 bytes, checksum: 7510c97c05590ec2f85789b4b018a86a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T17:03:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Dissertacao Geração de manobras finais.pdf: 4641365 bytes, checksum: 7510c97c05590ec2f85789b4b018a86a (MD5)
Previous issue date: 2015-02-25 / No contexto da Companhia Hidro-Elétrica do São Francisco (CHESF), a recomposição do
sistema elétrico está sujeita a falhas causadas por erros na interpretação, durante a execução em tempo real, das IOs (Instruções de Operação). Uma IO é um documento normativo que descreve o plano de recomposição de uma subestação; IOs são documentos complexos, caracterizados pelo uso de linguagem natural e estrutura limitada, o que possibilita a presença de ambiguidades no texto e favorece a ocorrência de erros de interpretação durante a execução. Qualquer instrução executada erradamente pode causar graves danos à rede elétrica, o que tende a atrasar ainda mais o processo de recomposição. A demora na restauração do sistema, porsuavez, causa enorme prejuízoà sociedade e perda de receita à companhia, em virtude da interrupção no fornecimento de energia elétrica. Este trabalho tem como objetivo propor uma solução inovadora para diminuir a quantidade de erros operacionais durante a execução de uma IO. A solução desenvolvida é composta por três passos fundamentais: (i) estruturação dos planos de recomposição da companhia utilizando uma linguagem de alto nível criada para este propósito; (ii) tradução dos planos estruturados em manobras de recomposição,compostas apenas por comando satômicos e (iii) exportação das manobras para uma ferramenta capaz de controlar a execução destas e auditá-as através do sistema SCADA da companhia. A validação da pesquisa foi conduzida em parceria com especialistas na recomposição do sistema elétrico da CHESF. Ao todo, seis IOs da CHESF foram convertidas para o modelo proposto, com o intuito de verificar a corretude da nova abordagem. Além disso,dois engenheiros da companhia analisaram e aprovaram o modelo de solução apresentado. Entre os principais benefícios da solução apontados pelos especialistas, destacam-se: (i) diminuição do esforço de manutenção dos planos de recomposição, (ii) diminuição dos erros de caráter técnico e de digitação na elaboração dos planos de recomposição e na interpretação das manobras e (iii) introdução de auditoria no fluxo de execução da manobra, o
que automatiza parcialmente a tarefa e elimina a necessidade de análises em tempo real pelo operador. / In the context of the Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (CHESF), power system restoration is subject to failures by virtue of mis interpretation,during real-time execution,of
the OIs (Operation Instructions). An OI is a normative document that describes the power
restoration plan of a electrical substation; OIs are complex documents, characterized by the use of natural language and poor structure, thus the text may contain ambiguities and the probability of misinterpretation is higher. Misinterpreting OI instructions during execution can severely harm the electrical grid, which tends to slow down the restorationprocess. The delay in this activity may cause enormous damage to the society and financial losses to the company, due to power supply interruption. Concerning this problem, this work presents an innovative approach to reduce operational errors when restoring the system. Our solution consists of three fundamental steps: (i) power restoration plans are structured through a high-level language created to serve this purpose; (ii) we translate these structured plans into switching sequences, composed of atomic commands and (iii) we export these final switching sequences to another existing tool, responsible for managing the execution of OIs in real time and auditing them by accessing the company’s SCADA system. The research was validated in partner ship with CHESF’s power system restoration specialists. Altogether,
six CHESF’s operating OIs were converted to this approach, aiming to verify its correctness. Besides that, we presented the solution model to two engineers of the company, which analyzed and approved the proposed solution. As main advantages of the technique pointed out bythe specialists,standout: (i) itlowers themaintenance effortofthe power restoration plans; (ii) it decreases the number of technical errors and typographical errors on the power restoration plan generation and interpretation; (iii) it introduces auditing in the execution flow of the power restoration switching sequences, which partially automates the task and eliminates the need of real-time analysis by the operators.
|
26 |
Análise computacional do desempenho de estratégia para o religamento controlado de linhas de transmissãoGregory, Raquel Cristina Filiagi 25 July 2016 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A busca por soluções mitigatórias, no que tange aos efeitos das sobretensões transitórias atreladas às manobras de energizações e religamentos das linhas de transmissão, contemplam um tema desafiador e com fortes impactos sobre a coordenação de isolamento dos sistemas elétricos. Muito embora o reconhecimento de propostas clássicas e comerciais para a atenuação destes fenômenos, outras possibilidades, certamente, ainda são meritórias de destaque e investigações. Neste contexto, a presente dissertação encontra-se alicerçada na exposição dos fundamentos físicos e matemáticos de uma estratégia baseada em chaveamentos controlados, cujos instantes para o religamento da linha são pré-programados. A avaliação computacional da eficácia da metodologia é realizada utilizando o simulador ATP, no qual são efetuados estudos em um sistema elétrico típico submetido à curtos-circuitos sucedidos por desligamentos e subsequentes religamentos, sob a ação da tecnologia aqui focada e na ausência da mesma. / The search for mitigation solutions, with respect to the effects of overvoltages linked to the energization and reclosing maneuvers of transmission lines include a challenging subject with strong impact on the insulation coordination of electrical systems. Although the recognition of classical and commercial proposals to mitigate these phenomena, other possibilities are certainly still worthwhile highlighting and investigations. In this context, the present work is grounded in the exposure of the physical and mathematical foundations of a strategy based on controlled switchings, whose moments to the line reclosing are pre-programmed. The computational evaluation of the effectiveness of the methodology is made using the ATP simulator, which are studies in a typical electrical system subjected to the action of short-circuits fallowed by shutdowns and subsequent reclosing, under the action of technology here focused and lack thereof. / Dissertação (Mestrado)
|
27 |
Otimização da confiabilidade de sistemas de distribuição de energia elétrica: uma abordagem considerando a seleção e alocação de dispositivos de proteção e manobras / Electric distribution power systems reliability optimization: an approach considering the selection and allocation of protection and switching devicesFerreira, Gustavo Dorneles 27 March 2009 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / One of the main goals of the electric utilities is to provide energy to its customers in a reliable and low
cost way. Traditionally, the electricity sector regulatory commissions impose continuity targets, which must be carried out, to avoid great penalties. For many years, the electric utilities have adopted the practice of allowing the increment of temporary interruptions, aiming the reduction of permanent interruptions in energy supply, through coordinated protection schemes. However, due to the increase growing in electronic loads, and the existence of complex power-driven industrial processes, there is a less tolerance in short duration interruptions events. Therefore, the reliability must be characterized as
widely way, considering the occurrence of such disturbances. The definition of protection devices
types, and its arrangement in the feeder, enables the restriction of faults propagation, reducing the number of consumers subject to interruptions in energy supply. Similarly, the allocation of switching devices in an optimized way, provides a reduction of the interruptions duration, allowing the isolation of portions of the network subject to failure, the reconfiguration of the feeder and restoration of the supply to the consumer, in permanent interruptions cases. Targeting these factors, in this work are proposed two methods to optimize the reliability of electrical distribution systems. The optimization with a single objective is based on optimized allocation of protective and switching devices in the
feeder, aiming the minimization of the reliability indices that considers the occurrence of permanent interruptions in energy supply. It is possible the choice of different indices, considering parameters such as load, number of consumers, and energy costs related to the occurrence of interruptions. The protection scheme, in this case is pre-defined (coordinated or selective), and applied to all reclosers allocated in the process of optimization, as well as the breaker of the substation. The second
methodology - called double objective - is based on simultaneous minimization of reliability index that
take into account the occurrence of permanent interruptions, and the indicator MAIFIE (Momentary
Average Interruption Event Frequency Index), which considers the incidence of events that cause temporary interruptions in energy supply. Thus, besides the allocation of protection and switching devices, the optimization consists in definition of the protection scheme to be employed in reclosers and circuit breaker at the substation. Both formulations result in models of nonlinear programming with discontinuous and non-differentiable objective functions, subject to non-linear restrictions. These restrictions reflect in economic and technical limitations, such as coordination and selectivity between the protective devices, topology of the feeder, maximum number of devices available for allocation, and others. In order to find the best solution of the problem with single objective, a Simple Genetic
Algorithm is proposed. A conjunct of best solutions of the dual objective problem was accomplished by using Multiobjective Genetic Algorithm. Among these, the most appropriate solution is selected through the use of Fuzzy Inference System. The performance of the algorithms and the quality of the solutions were verified by submitting a real 421 bus distribution system in the process of optimization. The results are commented and compared with the commonly practices used by electric companies. / Uma das principais metas das empresas concessionárias é fornecer energia a seus clientes de forma confiável e com baixo custo. Tradicionalmente, órgãos reguladores do setor elétrico estabelecem metas de continuidade, que devem ser satisfeitas sob pena da aplicação de vultosas multas. Durante muitos anos, as concessionárias têm adotado a prática de permitir o incremento das interrupções temporárias, visando à
diminuição na ocorrência das interrupções permanentes no fornecimento de energia, pelo emprego do esquema de proteção coordenado. Entretanto, com o crescente aumento das cargas eletrônicas, e a existência de processos industriais automatizados cada vez mais complexos, existe uma menor tolerância à ocorrência de interrupções de curta duração. Logo, a confiabilidade deve ser caracterizada de forma
mais ampla, considerando a ocorrência deste tipo de distúrbio. A definição dos tipos de dispositivos de proteção, e a disposição dos mesmos em locais específicos do alimentador, possibilitam restringir a propagação de faltas, reduzindo o número de consumidores submetidos a interrupções no fornecimento de energia. De forma semelhante, a alocação de chaves de manobras de maneira otimizada provê meios de
reduzir a duração das interrupções, possibilitando a isolação de trechos da rede sob condição de falta, a reconfiguração do alimentador e o restabelecimento do fornecimento à parte dos consumidores, caso ocorram interrupções permanentes. Visando estes fatores, neste trabalho são propostas duas
metodologias de otimização da confiabilidade de sistemas elétricos de distribuição. A otimização com objetivo único consiste na alocação de dispositivos de proteção e manobras no alimentador, visando à minimização de indicadores de confiabilidade que consideram a ocorrência de interrupções permanentes no fornecimento de energia. É possível a escolha de diferentes indicadores, considerando parâmetros como: carga, número de consumidores, energia e custos relacionados à ocorrência de interrupções. O esquema de proteção, neste caso é pré-definido (coordenado ou seletivo), sendo aplicado a todos os religadores alocados no processo de otimização, inclusive ao disjuntor da subestação. A segunda metodologia denominada duplo objetivo consiste na minimização simultânea de um indicador de confiabilidade que considera a ocorrência de interrupções permanentes, e do indicador MAIFIE (Momentary Average Interruption Event Frequency Index), que considera a ocorrência de eventos causadores de interrupções temporárias no fornecimento de energia. Desta forma, além da alocação dos dispositivos de
proteção e manobras, o processo de otimização visa definir o esquema de proteção a ser empregado nos religadores, bem como no disjuntor da subestação. Ambas as formulações resultam em modelos de programação não-lineares, com funções objetivo descontínuas e não diferenciáveis, sujeitas a restrições não-lineares. Estas restrições refletem limitações técnicas e econômicas, tais como coordenação e seletividade entre os dispositivos de proteção, topologia do alimentador, número máximo de dispositivos disponíveis para alocação, entre outras. Na busca da melhor solução do problema com objetivo único é empregado o Algoritmo Genético Simples. Um conjunto de soluções ótimas do problema duplo objetivo é
obtido utilizando o Algoritmo Genético Multiobjetivo. Dentre estas, a solução mais adequada é selecionada por meio de um Sistema de Inferência Nebulosa. O desempenho dos algoritmos e a qualidade das soluções foram verificados submetendo um sistema de distribuição real de 421 barras ao processo de
otimização. Por fim, os resultados são comentados e comparados com as práticas mais utilizadas pelas
concessionárias.
|
Page generated in 0.0511 seconds