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Modelos de programação linear inteira mista para resolver problemas de planejamento da expansão e da operação de sistemas de transmissão de energia elétrica / Mixed integer linear programming models to solve problems of expansion and operation planning of electric energy transmission systemsVillajuan Montes, Cristiam Victor [UNESP] 19 February 2016 (has links)
Submitted by CRISTIAM VICTOR VILLAJUAN MONTES (cvillajuanm@gmail.com) on 2016-08-15T21:31:33Z
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Cristiam Villajuan Montes_UNESP (1) ULTIMO.pdf: 4084141 bytes, checksum: ca80d95f9d6b055991ca9609f4c832a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-17T13:34:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os problemas de planejamento da expansão de sistemas de transmissão e de fluxo de potência ótimo são de grande importância na área de sistemas de transmissão de energia elétrica. O primeiro consiste em determinar a expansão ótima do sistema, que deve ocorrer com o menor gasto monetário possível. No problema fluxo de potência ótimo deve-se encontrar o estado de operação do sistema de forma a minimizar um objetivo, no caso, os custos de geração. Ambos problemas possuem modelos de programação não-linear inteira mista. Além disto, o resultado ótimo de ambos deve cumprir com restrições operacionais, como o limite de tensão nas barras, os limites de fluxos nos ramos e os limites dos geradores. Para resolver os problemas citados, neste trabalho são apresentados modelos matemáticos de programação linear inteiro misto, aproximados, baseados em um modelo linearizado de fluxo de carga AC, que considera a presença da potência reativa, das perdas no sistema e magnitudes de tensões nas barras diferentes do valor nominal. Todos os modelos foram escritos na linguagem de modelagem matemática AMPL e resolvidos com o solver comercial CPLEX. Os modelos propostos foram testados com os sistemas IEEE de 14, 30, 57, 118 e 300 barras e com o sistema Garver para o planejamento da expansão de sistemas de transmissão. Os resultados foram comparados utilizando-se um fluxo de carga não linear, para verificar-se a precisão dos modelos propostos. / The transmission network expansion planning and the optimal power flow problems are of great importance in the field of electricity transmission systems. The first consists in determining the optimal expansion of the system, which must be done with the least possible investment. In the optimal power flow problem it must found the operating status of the system in order to minimize an objective, in this case, generation costs. Both problems have mixed-integer nonlinear programming models. In addition, the optimal solution of both must comply with operating constraints, such as the voltage limit on buses, the limits flows in branches and the limits of the generators. To solve the problems cited, in this work are presented approximate mixed integer linear programming models based on a linearized AC load flow model, which considers the presence of reactive power, the losses in the system and of nominal bus voltage magnitudes. All models were written in mathematical modeling language AMPL and solved with the commercial solver CPLEX. The proposed models were tested with the IEEE systems of 14, 30, 57, 118 and 300 buses and with the Garver system for transmission network expansion planning. Results were compared using a nonlinear load flow model, to verify the accuracy of the proposed models.
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Modelos de programação linear inteira mista para resolver problemas de planejamento da expansão e da operação de sistemas de transmissão de energia elétrica /Villajuan Montes, Cristiam Victor January 2016 (has links)
Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Resumo: Os problemas de planejamento da expansão de sistemas de transmissão e de fluxo de potência ótimo são de grande importância na área de sistemas de transmissão de energia elétrica. O primeiro consiste em determinar a expansão ótima do sistema, que deve ocorrer com o menor gasto monetário possível. No problema fluxo de potência ótimo deve-se encontrar o estado de operação do sistema de forma a minimizar um objetivo, no caso, os custos de geração. Ambos problemas possuem modelos de programação não-linear inteira mista. Além disto, o resultado ótimo de ambos deve cumprir com restrições operacionais, como o limite de tensão nas barras, os limites de fluxos nos ramos e os limites dos geradores. Para resolver os problemas citados, neste trabalho são apresentados modelos matemáticos de programação linear inteiro misto, aproximados, baseados em um modelo linearizado de fluxo de carga AC, que considera a presença da potência reativa, das perdas no sistema e magnitudes de tensões nas barras diferentes do valor nominal. Todos os modelos foram escritos na linguagem de modelagem matemática AMPL e resolvidos com o solver comercial CPLEX. Os modelos propostos foram testados com os sistemas IEEE de 14, 30, 57, 118 e 300 barras e com o sistema Garver para o planejamento da expansão de sistemas de transmissão. Os resultados foram comparados utilizando-se um fluxo de carga não linear, para verificar-se a precisão dos modelos propostos. / Abstract: The transmission network expansion planning and the optimal power flow problems are of great importance in the field of electricity transmission systems. The first consists in determining the optimal expansion of the system, which must be done with the least possible investment. In the optimal power flow problem it must found the operating status of the system in order to minimize an objective, in this case, generation costs. Both problems have mixed-integer nonlinear programming models. In addition, the optimal solution of both must comply with operating constraints, such as the voltage limit on buses, the limits flows in branches and the limits of the generators. To solve the problems cited, in this work are presented approximate mixed integer linear programming models based on a linearized AC load flow model, which considers the presence of reactive power, the losses in the system and of nominal bus voltage magnitudes. All models were written in mathematical modeling language AMPL and solved with the commercial solver CPLEX. The proposed models were tested with the IEEE systems of 14, 30, 57, 118 and 300 buses and with the Garver system for transmission network expansion planning. Results were compared using a nonlinear load flow model, to verify the accuracy of the proposed models. / Mestre
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Propostas de procedimentos para projetar filtros harmônicos a partir de um programa de penetração harmônica, incluindo cálculos de desempenho e de suportabilidadeNascimento, Rogério Pinto do 10 May 2007 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work introduces some proposals for the design of harmonic filters from a
harmonic penetration computer program. Such procedures are developed by
means of optimized techniques, taking in account, among other aspects, the
filtering performance, the filter detuning as well as international guides
referring to the supportability of the filter components, as far as voltage,
current and power are concerned. The work shows the need for designing
filters through a harmonic penetration program. Therefore, the filter
parameters can be calculated not only from harmonic currents driven from a
single harmonic source (as usually it is made), but also from other existing
(and unwanted) harmonic sources eventually present in the system, which
could eventually be attracted by the harmonic filter. The work also introduces
some studies of cases, in which single tuned filters are compared to damped
filter. This study is made in a typical industrial plant, where an arc furnace
(that produces characteristic and non-characteristic harmonic) is present.
The study shows, among other aspects that, depending on some important
requirements made in the design of the filters, a damped filter arrangement
can be more advantageous than a single tuned one. / Este trabalho propõe diretrizes para a elaboração de procedimentos
sistemáticos que conduzem ao projeto de filtros harmônicos, a partir de um
programa de fluxo harmônico. Tais procedimentos são desenvolvidos por
meio de técnicas otimizadas, levando-se em conta, dentre outros aspectos, o
desempenho de filtragem, a dessintonia dos filtros, bem como normas
referentes à suportabilidade dos componentes frente às grandezas elétricas do
sistema. A elaboração de um projeto de filtros a partir de um programa de
fluxo harmônico foi introduzida com o intuito de se determinar os filtros não
somente a partir das correntes harmônicas oriundas de uma determinada carga
harmônica (como usualmente é feito), mas também para outras fontes
harmônicas porventura existentes no sistema e que, eventualmente, poderão
ser indesejavelmente (porém, inevitavelmente) atraídas pelo filtro harmônico.
O trabalho também apresenta alguns estudos de casos, nos quais há a
comparação de desempenho entre filtros sintonizados e amortecidos. Neste
sentido, o trabalho usa o programa digital desenvolvido para apresentar uma
análise sobre o uso de filtros sintonizados ou amortecidos, em uma instalação
industrial típica de usinas siderúrgicas, que produz correntes harmônicas de
ordens não-características, inclusive. Nesse tocante, este estudo de casos
mostra, dentre outros aspectos, que, dependendo de certas considerações
feitas no projeto dos filtros sintonizados, estes podem até dispensar somas de
potência reativa maiores do que os filtros amortecidos. / Mestre em Ciências
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Sensibilidade em fluxo de potência ótimo / Sensitivity in optimal power flowerEdmarcio Antonio Belati 21 May 2003 (has links)
Neste trabalho propomos uma abordagem para a resolução do problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) perturbado. A metodologia consiste na obtenção da solução ótima para o problema inicial via um programa de FPO, e na utilização de sensibilidade para estimar novas soluções depois de ocorridas algumas perturbações no problema. Essas perturbações são variações de carga em uma ou mais barras do sistema. A técnica de sensibilidade está baseada nas informações de segunda ordem e nas condições de otimalidade. A obtenção da solução após ocorrerem perturbações no sistema é direta e não necessita de parâmetros iniciais e de correção, como penalidade e barreira, utilizados nos programas de FPO convencionais. Os resultados numéricos apresentados evidenciam o potencial desta metodologia para resolução do problema de FPO perturbado. / An approach to solve the perturbated Optimal Power Flow (OPF) problem is proposed in this study. The methodology consists in obtaining the optimal solution for the initial problem via a program of OPF, and using sensitivity to estimate new solutions after the occurrence of some perturbations in the problem. These perturbations consist in load variations in some buses of the system. The sensitivity technique is based on both the information of second order and otimality conditions. The computation of the solutions after the occurrence of perturbations in the system does not depend of initial and correction parameters such as penalty and barrier used in the conventional OPF programs. The numerical results demonstrate the potential of this methodology for the solution of the perturbated OPF problem.
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Estudo de máximo carregamento em sistemas de energia elétrica. / A study about maximum loading in electrical power systems.Cristiano da Silva Silveira 25 February 2003 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo sobre o método da continuação aplicado ao problema de fluxo de potência. Definições e conceitos de estabilidade de tensão são descritos de forma a explicitar as diferenças e semelhanças existentes com relação ao estudo de máximo carregamento em sistemas de energia elétrica. Uma síntese da teoria da bifurcação aborda sua importância em estudos de colapso de tensão. É proposta uma técnica de controle do tamanho do passo para o método da continuação com o objetivo de determinar o ponto de máximo carregamento (PMC) sem a necessidade de especificar, por meio do usuário, um valor para o tamanho inicial do passo. Os resultados dos estudos realizados em sistemas testes do IEEE (14, 30, 57 e 118 barras) mostram a aplicação do método da continuação convencional e de sua associação à técnica de controle do tamanho do passo. / This work presents a research about the continuation method applied to the power flow problem. Voltage stability definitions and concepts are described in a way to highlight and point out the differences and the similarities among several methods used to determine the maximum loading of electrical power systems. A short description of the bifurcation theory is also presented in order to show its importance to the voltage collapse studies. A technique based on automatically controlling the step size is proposed as an innovation of the continuation method. The objective of this technique is to determine the maximum loading point without the traditional need of asking the user for the initial step size. The results compare the performance between the conventional and the new method. These methods are analyzed using IEEE test systems (14, 30, 57 and 118-bus).
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A função barreira logarítmica associada ao método de Newton modificado para a resolução do problema de fluxo de potência ótimo / The logarithmic barrier function associate Newton modified method for solving the optimal power flow problemVanusa Alves de Sousa 12 December 2001 (has links)
Este trabalho descreve uma abordagem do método primal-dual barreira logarítmica (MPDBL) associado ao método de Newton modificado para a resolução do problema de fluxo barreira logarítmica e nas condições de primeira ordem de Karush-Kuhn-Tucker (KKT). O sistema de equações resultantes das condições de estacionaridade, da função Lagrangiana, foi resolvido pelo método de Newton modificado. Na implementação computacional foram usadas as técnicas de esparsidade. Os resultados numéricos dos testes realizados em 5 sistemas (3, 14, 30, 57 e 118 barras) evidenciam o potencial desta metodologia na solução do problema de FPO. / This work describes an approach on primal-dual logarithmic barrier for solving the optimal power flow problem (OPF). The investigation was based on the logarithmic barrier function and Karush-Kuhn-Tucker (KKT) first-order necessary conditions. The equation system, obtained from the stationary conditions of the Lagrangian function, was solved using the Newton\'s modified method. The implementation was performed using sparsity techniques. The numerical results, carried out in five systems (3, 14,30, 57 and 118 bus), demonstrate the reliability of this approach in the solution OPF problem.
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Estudo do acoplamento elétrico-energético no planejamento da operação de curto-curtíssimo prazo utilizando FPOCA / The study of electric-energetic coupling in the short-shortest term operation planning using FPOCALuiz Giovani Lopes Rodrigues 15 December 2003 (has links)
Este trabalho traz um estudo inicial do acoplamento elétrico-energético no planejamento da operação de curto-curtíssimo prazo utilizando Fluxo de Potência Ótimo em Corrente Alternada (FPOCA) com o objetivo de averiguar possíveis desvios entre o planejamento energético e o planejamento elétrico. É feita uma análise da influência dos aspectos elétricos do sistema de transmissão no planejamento energético de curto prazo utilizando-se um FPOCA, juntamente com a minimização do custo da geração e das perdas na transmissão. A minimização do custo da geração é feita através de uma otimização do sistema hidrotérmico utilizando-se um Programa de Otimização de Sistema Hidrotérmico (POSH) baseado em um algoritmo simplex convexo e na aplicação da teoria de fluxo em rede, enquanto que a minimização das perdas na transmissão é feita utilizando-se um FPOCA baseado no método Dual-Newton. Estas ferramentas permitem analisar a necessidade de ajustes para compatibilizar a otimização energética e a otimização elétrica de um sistema eletroenergético, e buscar um planejamento \"ótimo\" que atenda os planejamentos energético e elétrico. Dessa forma, a interface elétrico-energética se torna mais \"forte\", pois as metas de geração obtidas pelo planejamento de curto prazo que serão passadas para o planejamento de curtíssimo prazo, já incluem o efeito dos aspectos elétricos do sistema. Isto proporciona um controle dos desvios da trajetória \"ótima\" do sistema, o que contribui para melhorar a otimização global do planejamento da operação eletroenergética. / This work brings a beginning study of the electric-energetic coupling in the short-shortest term operation planning using Optimal Power Flow in Alternate Current (OPFAC) aiming to inquire possible mismatches between the energetic planning and the eletric planning. It is made an analysis of the electrical aspects influence in the short term energetic planning using OPFAC together with the minimization of generation cost and the transmission losses. The generation cost minimization is made for the hidrothermal system optimization using a Hydrothermal System Optimization Program (POSH) based on a convex simplex algorithm and the application of the network flow theory, while the transmission losses minimization is made using an OPFAC based on the Dual-Newton method. These tools allow to analyze the necessity of adjustments to make compatible the energetic optimization and the electric optimization of the power system, and to search an \"optimal\" planning that attends both the energetic planning and electric planning. Like this, the electric-energetic interface becomes strongest, therefore the generation goals gotten by the short-term planning, that will be passed to the shortest-term planning, already includes the effect of the electric system aspects. These one provide the mismatches control in the optimal trajectory of the system and it contributes to improve the global optimization of power system operation planning. The analyzed system is the 440 kV Equivalent System of CESP (Energetic Company of São Paulo), with 53 bus, being 7 generation bus, 85 transmission lines and 48 transformers.
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Metodologia para representação de sistemas de transmissão em corrente contínua multiterminais no problema de fluxo de potênciaVasconcelos, Leandro Almeida 23 October 2014 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-11T10:37:14Z
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leandroalmeidavasconcelos.pdf: 2921811 bytes, checksum: acf68048e9da96cbcc9355d4ebc70813 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T11:53:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014-10-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A tecnologia HVDC (High Voltage Direct Current) possui características que a
tornam especialmente atrativa para determinadas aplicações em transmissão de energia
elétrica. Além disso, pode-se verificar a partir do estudo de utilização desse tipo de tecnologia
no mundo que existe uma tendência e perspectiva de utilização crescente nos Sistemas
Elétricos de Potência. Desta forma, torna-se cada vez mais importante dispor de técnicas que
possibilitem a inclusão dos modelos destes equipamentos em programas de análise de redes
de forma eficiente, principalmente no fluxo de potência, com a finalidade de permitir a correta
modelagem da rede como um todo nos estudos de planejamento da expansão e operação. A
transmissão em corrente contínua vem se tornando amplamente reconhecida no que tange as
suas vantagens no transporte de grandes blocos de energia a grandes distâncias, no transporte
de potência entre parques eólicos offshore para terra, na interconexão de sistemas com
frequências não compatíveis, em travessias subaquáticas, dentre outras questões que a tornam
técnica e economicamente viável em algumas situações.
Nesse contexto, este trabalho tem por principal objetivo desenvolver e implementar
uma metodologia genérica para a representação de Sistemas de Transmissão HVDC
Multiterminais no problema de fluxo de potência. Neste sentido, tal metodologia é baseada na
solução simultânea de um sistema de equações não lineares composto pelas representações
em regime permanente das redes C.C. e C.A., utilizando-se o método de Newton-Raphson
para sua solução. A partir deste contexto, são apresentadas as equações que representam a
resposta de regime permanente dos conversores, da rede C.C. e das estratégias de controle
aplicáveis a esses sistemas. Além disso, são apresentadas as principais configurações
existentes de conversores HVDC, suas características e como é feita sua modelagem em
regime permanente e no problema de Fluxo de Potência.
A metodologia proposta é validada através do estudo de sistemas tutoriais e sistemas
teste encontrados como referência na literatura especializada. Os resultados apresentados
demonstram que a metodologia proposta é capaz de representar de forma satisfatória os
modelos de sistemas HVDC Multiterminais nos estudos de regime permanente em Sistemas
Elétricos de Potência. / High Voltage Direct Current (HVDC) technology has characteristics that make it
especially attractive for certain transmission applications. Furthermore, it is possible to notice
that there is a trend and prospect of increased use of this technology in Electric Power
Systems around the world. In this context, it has been increasingly important to have
techniques that efficiently include these equipment models in network analysis programs,
especially in power flow, in order to allow a correct modeling of the network in studies of
expansion planning and operation. The direct current transmission is becoming widely
recognized by their advantages in transporting large blocks of power over long distances, to
transport power from offshore wind farms to land, in asynchronous interconnection of
systems, in underwater crossings, and other issues that make it technically and economically
feasible in some situations.
In this context, this thesis has the objective to develop and implement a generic
methodology for the representation of HVDC Multi-Terminal Systems in the power flow
problem. In this sense, this methodology is based on the simultaneous solution of a system of
nonlinear equations that represent, in steady state studies, the DC and AC networks, using the
Newton-Raphson method to solve the problem. Equations that represent the steady state
response of the converters, the DC network and control strategies are presented. In addition, it
will be presented the main settings of HVDC converters, their characteristics and how their
modelling are set forth in the Power Flow problem.
The proposed methodology is validated by studying tutorial and test systems found in the
literature. The results show that the proposed methodology is able to represent satisfactorily
models of HVDC Multi-Terminal Systems in studies of steady state in Electric Power
Systems.
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Impacto da representação da rede elétrica no planejamento da operação de médio prazoSouza, Heverton Reis 28 February 2014 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-11T12:29:20Z
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hevertonreissouza.pdf: 2039435 bytes, checksum: 82a19bf494e9ac400021280fb64ec1ae (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Renata, bom dia!
Por favor, confirme se não tem acento no Júnior: Silva Junior, Ivo Chaves da on 2016-02-26T11:58:58Z (GMT) / Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-26T12:02:02Z
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hevertonreissouza.pdf: 2039435 bytes, checksum: 82a19bf494e9ac400021280fb64ec1ae (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-03-03T13:38:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014-02-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Sistema Interligado Nacional (SIN) possui características peculiares que o torna diferente de qualquer outro no mundo, como por exemplo, predominância de usinas hidrelétricas e uma extensa rede de transmissão. Estas características, aliadas a incerteza nas afluências futuras, conduz a necessidade da realização de vários estudos na área de planejamento da operação. O planejamento da operação energética tem por objetivo determinar metas de geração hidráulica e térmica, de forma a atender o mercado consumidor de energia, com confiabilidade e economicidade, utilizando da melhor forma possível os recursos energéticos disponíveis. Para este propósito são utilizados modelos matemáticos que buscam a minimização do custo total esperado de operação do sistema, dentro de um determinado horizonte de planejamento, utilizando diferentes níveis de detalhamento.
O objetivo principal deste trabalho é avaliar alguns impactos da modelagem do sistema elétrico no problema de planejamento da operação de médio prazo. Neste sentido, o sistema de transmissão é representado em sua forma completa, através de equações não lineares que modelam os fluxos de potência ativa e reativa em cada circuito que compõe o sistema elétrico. Além disso, são considerados os limites de tensão nas barras, assim como o limite de carregamento dos circuitos para cada patamar de carga. As usinas hidrelétricas e termelétricas são representadas de forma individualizada, e a função de produtibilidade é modelada através de polinômios de quarto grau.
O modelo proposto utiliza Funções de Custo Futuro (FCF) pré-calculadas por um programa de planejamento da operação de médio/longo prazo, baseado em sistemas equivalentes de energia. Neste trabalho foram utilizadas as FCF produzidas pelo programa Modelo de Despacho Hidrotérmico (MDDH), desenvolvido pela UFJF. Entretanto, é importante destacar que outro modelo de decisão estratégica, baseado em sistemas equivalentes de energia, poderia ser adotado para gerar as FCF utilizadas neste trabalho.
A metodologia proposta neste trabalho foi avaliada através do estudo de casos tutoriais e de médio porte, objetivando demonstrar os impactos da representação do sistema de transmissão no custo total esperado de operação do sistema e diferenças na estratégia de operação do mesmo. / The Brazilian Interconnected System has unique characteristics that make it different of any other in the world, such as predominance of hydroelectric power plants and an extensive transmission system. These features, combined with uncertainty in future inflows, leads to necessity of conducting several studies on planning of the operation. The energy operation planning aims to determine targets for hydraulic and thermal generation to meet the consumer energy market with reliability and economy, as well as possible using the available energy resources. For this purpose mathematical models that aims to minimize the expected total cost of the system operation, within a given planning horizon, using different levels of detail are used.
The main objective of this work is to evaluate some impacts of the transmission system modeling in the long-term operation planning problem. In this sense, the transmission system is included in its complete form, using nonlinear equations that model the active and reactive power flow in the electrical system. In addition, some operation limits are considered, such as bus voltage limits and power flow limits in the transmission lines and transformers, for each load level. The hydroelectric and thermoelectric plants are represented in an individual form and the producibility function is modeled by fourth degree polynomials.
The proposed model uses cost-to-go functions calculated from a long term operation planning program based on equivalent energy systems. In this work the cost-to-go functions produced by MDDH program were used. This program was developed by the Federal University of Juiz de Fora (UFJF). However, it is important to point out that any other model of strategic decision, based on equivalent energy systems, could be used to generate the cost-to-go functions.
The proposed methodology is evaluated and validated through the study of medium scale systems and tutorial systems. The main objective is to demonstrate the impact of the detailed transmission system modeling in the total system operating expected total cost and identify differences in operation strategy.
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Avaliação do ponto de conexão de geração intermitente através de Aritmética Affine e solução da curva de cargaAltomar, Mariana Brinati 01 September 2017 (has links)
Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2017-12-21T17:39:10Z
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marianabrinatialtomar.pdf: 5565205 bytes, checksum: aed1136ebbc66049baea19e7b7da34fb (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-12-22T12:17:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2017-09-01 / A inserção de geração distribuída em sistemas de potência do mundo todo vem crescendo
em ritmo acelerado nos últimos anos. Grandes investimentos em fontes limpas e renováveis,
especialmente a eólica e solar, estão sendo feitos pelos países com o objetivo de minimizar
os impactos ambientais causados pela geração de energia a partir de combustíveis fósseis.
A conexão de uma geração distribuída utilizando fontes intermitentes pode trazer algumas
vantagens para o funcionamento do sistema de distribuição, como melhora dos níveis de
tensão, aumento da confiabilidade e redução de perdas elétricas. Porém, do ponto de
vista do sistema de transmissão, a conexão desse tipo de geração em algumas áreas do
sistema pode acabar tendo um impacto negativo em sua operação, causando variações de
tensão que podem afetar alguns equipamentos da rede e aumentar a complexidade de sua
operação. Além disso, deve ser avaliado seu impacto no controle de frequência de carga e
controle de tensão entre outros aspectos. Desta forma, pode-se verificar que esse tipo de
conexão deve ser estudado com um maior nível de profundidade.
A partir deste contexto, neste trabalho serão analisados os impactos sistêmicos da conexão
de uma geração solar em sistemas elétricos de potência, avaliando os níveis de perdas
elétricas e variações nos níveis de tensão. Duas metodologias de solução do fluxo de
potência na presença de incertezas são avaliadas. As incertezas consideradas estão nos
dados de geração e também de carga do sistema. A primeira metodologia é baseada na
solução do fluxo de carga determinístico sequencial ao longo da curva de carga. Para esta
metodologia são consideradas curvas de carga e de geração, obtidas através do Sistema
Teste de Confiabilidade IEEE24 barras e do Laboratório Solar da UFJF, respectivamente.
São analisados os impactos nos níveis de perdas elétricas, assim como a variação dos
níveis de tensão nas barras para diferentes situações de geração. A segunda metodologia
avaliada é baseada na utilização de aritmética affine para determinação dos impactos
destas incertezas. Os resultados de perdas obtidos serão tratados considerando-se o ponto
médio dos intervalos para fins de comparação com outras metodologias. Os resultados das
duas metodologias são comparados aos obtidos pelas Simulações de Monte Carlo, com o
objetivo de serem validados. / The insertion of distributed generation into worldwide power systems has been increasing
at a rapid pace in the last few years. Large investments in clean and renewable sources,
especially wind and solar, are being made by countries to minimize the environmental
impacts caused by fossil fuel power generation.
Connecting a distributed generation using intermittent sources can bring some benefits
for the operation of the distribution system, such as improved voltage levels, increased
reliability and reduction of electrical losses. However, from the point of view of the
transmission system, the connection of this type of generation in some areas of the system
can end up having a negative impact on its operation, causing voltage variations which
can affect network equipments and increase the operation complexity. In addition, impacts
on the load frequency control and voltage control among other aspects must be evaluated.
Thus, this type of connection must be studied with greater level of depth.
In this context, the systemic impacts of the connection of a solar plant to electrical
power systems, evaluating the levels of electrical losses and variations in voltage levels are
analysed. Two methodologies for solving the power flow in the presence of uncertainties
are evaluated. The uncertainties considered are the generation and system load data. The
first methodology is based on sequential Newton power flow solutions along the load curve,
in which load and generation curves obtained from the IEEE24 Bus Test System and from
the UFJF Solar Laboratory, respectively. The impacts on the electrical losses are analyzed,
as well as the variation on bus voltage levels in the bars for various generation conditions.
The second methodology is based on the use of affine arithmetic to determine the impacts
of these uncertainties. The results of losses obtained will be treated considering the average
point of the intervals for comparisons with other methodologies. The results obtained
from the two methods are compared with those obtained by the Monte Carlo Simulations,
in order to validate them.
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