[pt] O problema de estabilidade de tensão está intimamente
ligado à falta de
recursos e questões ambientais que limitam a expansão do
sistema de
transmissão. Esta realidade em conjunto com o
crescimento
da carga submete os
sistemas elétricos a carregamentos pesados, podendo
levar
a situações de
colapso de tensão. O desenvolvimento de métodos para
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. Em
relatório
de força-tarefa
internacional está explicitada a necessidade de uma
ferramenta computacional
capaz de verificar a eficácia das ações de controle de
tensão na operação do
sistema elétrico em tempo-real. Com esse objetivo, foi
desenvolvida uma
ferramenta computacional com base no sistema linearizado
das equações de
fluxo de carga, e de todas as outras equações de
controles
e limites, julgadas
pertinentes, para avaliação do efeito das ações de
controle de tensão. Determinase
uma matriz de sensibilidade [VCS], voltage control
sensitivity matrix, através
da qual se pode estabelecer a relação existente entre as
tensões controladas e as
grandezas controladoras. Os elementos diagonais
relacionam
a grandeza
controladora de cada equipamento com a respectiva tensão
controlada. A análise
do sinal desses elementos estabelece se uma determinada
ação de controle será
adequada ou não, isto é, se terá efeito esperado ou
oposto. Os elementos fora da
diagonal representam a interdependência existente entre
os
equipamentos
controladores de tensão. A matriz de sensibilidade
também
permite que ações de
controle de tensão sejam calculadas com o objetivo
de mover um ponto de
operação inadequado, ou que esteja suscetível à
inadequacidade do controle de
tensão, colocando-os em um ponto de operação seguro,
onde
ações operativas
de controle de tensão tenham o efeito esperado. Os
resultados da avaliação do método desenvolvido e
aplicado
a sistemas-teste e reais foram qualitativamente
coerentes com aqueles obtidos pela resolução (analítica,
iterativa por Newton ou
iterativa continuada) das equações de fluxo de carga,
validando a proposta. A
dimensão da matriz [VCS] é proporcional ao número de
barras com tensão
controlada em análise. Esta matriz não é esparsa e
então,
quando utilizada para
representar o controle de tensão realizado por um número
elevado de
equipamentos controladores, sua análise direta pode se
tornar complexa.
Portanto, uma análise baseada nos autovalores e
autovetores associados à
matriz [VCS] é aplicada objetivando identificar barras
de
tensão controlada com
efeito reverso, ocorrendo de modo contrário ao esperado,
e
a existência de
controles conflitantes. Buscam-se autovalores negativos,
nulos ou próximos de
zero. A localização das barras com problemas se dá
através
do exame dos
autovetores e fatores de participação associados a esses
autovalores. O cálculo e
a análise da matriz de sensibilidade dos controles de
tensão são executados de
forma extremamente rápida e, portanto, o esforço
computacional não impede que
a ferramenta desenvolvida possa ser usada durante a
operação em tempo-real. / [en] The voltage stability problem has been associated with
environment questions
and lack of financial resources for transmission system
expansion. This reality
together with the load growth makes the electrical system
to be subject of heavy
loadings, what can lead to situations of voltage collapse.
The development of
methods for evaluation of transmission network loading
became necessary and
indispensable in order to correct operation of the system
under heavy loading
conditions. In an international force-task report it is
stated the need for analytical
tools capable of verifying the voltage control action
adequacy in the real-time
operation. This work reports the development of a
computation tool able to
evaluate the effect of voltage control actions on the
voltage itself. It is based the
linearized load flow equations, including control and
limit equations judged
pertinent. The tool establishes a sensitive matrix, named
[VCS] for voltage control
sensitivity matrix, that relates the controlling variables
and the controlled voltages.
Through the analysis of the sign of each diagonal element,
it is possible to know
whether a specific control action is adequate or not.
Moreover, the off-diagonal
elements represent the interdependence among the voltage
controller devices of
the power system under analysis. The sensitivity matrix
also allows the calculation
of control actions necessary to move the operating point
from an unstable area,
or near by, to a secure operating region where all voltage
control actions would
have the expected effect. The results obtained with the
voltage control sensitivity
matrix applied on real and test-systems was qualitatively
coherent with those
calculated by analytical, iteractive by Newton-Raphson
and/or continuationiteractive
solution of power flow equations, validating the proposed
method. The
[VCS] dimension is proportional to the number of buses
with controlled voltage in
the system area under analysis. The matrix is not sparse
and when there are a
large number of voltage control equipments, its immediate
analysis may be
complex. Therefore, an analysis based on eigenvalues and
eigenvectors associated with [VCS] matrix is used in order
to identify voltage control action with
opposite effect. In this case, the analysis is focused on
negative eigenvalues. The
identification of conflicting controls existence of any
system area under analysis is
a by-product. The voltage control sensitivity matrix
computation and analysis are
performed extremely fast. Therefore, the computational
effort does not constrain
its use in real-time operation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:10165 |
| Date | 23 July 2007 |
| Creators | LINDOMAR JACINTO DE SOUZA |
| Contributors | RICARDO BERNARDO PRADA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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