The new regulations of the electricity sector have requested from the power utilities great performance
efficiency on their distribution systems, requiring more rigorous quality and continuity energy levels. In Brazil,
the privatization of the power utility companies has been allowing the adoption of new planning and operation
policies, that necessarily consider the system reliability and its economic constraints. Regarding this the
companies are looking for objectively estimate all the necessary system investments in order to achieve safe and
economic continuity for its consumers.
At planning level, there are several alternatives, such as complex systems of larger flexibility, new
feeders allowing several possibilities of load transfer, isolating permanent faults confining outages to smaller
sections of line, remote operated maneuver and protection equipment and supervised substations featuring
devices to help fault location. However, these alternatives normally mean large sums of investment which results
are not always easy to measure, due to the difficulty of identifying its benefits from those produced by other
accomplished actions.
At operational level, it is possible to achieve results on medium and short term through the efficient
dimension of emergency dispatching crews, maneuver and maintenance plans, contingency studies, protection
devices readjustment, strategic use of protection and maneuvers devices and so forth.
The power utility companies have planning areas that define the best practices through its professionals'
experiences associated to computing tools. Traditionally, these tools help the professionals with power flow and
short circuit simulation, losses calculation, protection coordinating diagrams, etc.
Some tools and methods capable to proceed reliability simulations through several criteria have been
proposed recently. For example, through continuity indicators such as SAIDI and SAIFI, through network
topology and equipment alternatives, as developed by Violin and Martinez [2004], through the number of
customers or non-supplied energy helping the decision of inserting or removing equipment, as demonstrated by
Abaide [2005], or even through reduction of interrupted customers number by the network reconfiguration due
to contingency events as described by Bernardon [2007]. However during the studies of these alternatives many
simplifications are usually assumed, mostly on the protection devices models. Due to that, they are considered as completely stable and it is just verified the overload operation possibility. The unsuitable protection devices interruptions caused by coordination problems are totally unconsidered. This thesis aims at presenting the algorithms developed to help determining the best distribution resources alternatives in order to increase the network reliability according to basic continuity criteria and the dynamic relationship among protection and maneuver devices. The developed computing tool can also automatically determine all the protection devices adjustments along the distribution network in order to achieve the best technical and economical application. To check the efficiency of the proposed methods, real case studies are presented with data from power utility companies. / As novas regulamentações do setor elétrico têm solicitado das concessionárias de distribuição de energia
elétrica uma maior eficiência no desempenho de seus sistemas, exigindo níveis de qualidade e de continuidade
de energia cada vez mais rigorosos. No que se refere ao Brasil, a privatização das empresas distribuidoras está
conduzindo à incorporação de novas políticas de planejamento e operação, que necessariamente levam em
consideração a confiabilidade do sistema e suas restrições econômicas. Desta forma as empresas estão buscando
responder objetivamente o quanto é necessário investir em seus sistemas visando uma continuidade segura e
econômica para seus consumidores.
Em nível de planejamento existem diversas alternativas, tais como sistemas cada vez mais complexos e
de maior flexibilidade, novos alimentadores que permitem diversas possibilidades de transferência de carga,
seccionamento de trechos defeituosos, equipamentos de manobra e proteção telecomandados e subestações
supervisionadas dotadas de dispositivos de auxílio à localização de falhas. Entretanto, essas alternativas
geralmente implicam em investimentos de grande magnitude e nem sempre de fácil mensuração dos resultados,
pois os benefícios acabam agregando-se a outras ações realizadas.
Já em nível operacional, é possível almejar resultados em médio e curto prazos, através do
dimensionamento eficiente das equipes de emergência, planos de manobra e manutenção, estudos de
contingência, reajuste dos dispositivos de proteção e utilização estratégica de dispositivos de proteção e manobra
entre outros.
As empresas distribuidoras de energia possuem áreas de planejamento e operação, as quais definem as
melhores práticas através da experiência dos profissionais associadas à utilização de ferramentas
computacionais. Tradicionalmente, essas ferramentas auxiliam os profissionais através da realização de
simulações de fluxo de potência, curto-circuito, cálculos de perda, cordenogramas de proteção, entre outros.
Mais recentemente, surgiram algumas propostas de ferramentas e métodos capazes de realizar simulações
de confiabilidade, sendo através dos indicadores de continuidade tais como DIC, FIC, DEC e FEC mediante
alternativas de topologia e equipamentos da rede, conforme desenvolvido por Violin e Martinez [2004], do
número de consumidores ou energia não fornecida mediante a inserção ou remoção de equipamentos,
demonstrado por Abaide [2005], ou até mesmo reduzindo o número de consumidores interrompidos através da
reconfiguração emergencial de rede descrita por Bernardon [2007]. Mas, normalmente, simplificações são
assumidas na elaboração destas alternativas, principalmente ao que se refere aos dispositivos de proteção, sendo
considerados completamente estáveis, verificando-se apenas a possibilidade da operação por sobrecarga e
desconsiderando interrupções indevidas mediante a descoordenação dos dispositivos de proteção.
Esta tese visa apresentar os algoritmos desenvolvidos aliados a uma ferramenta computacional, a qual
possibilita determinar as melhores alternativas de distribuição de recursos visando o aumento da confiabilidade
das redes de distribuição, segundo os critérios básicos de continuidade incluindo o relacionamento dinâmico
entre dispositivos de proteção e manobra.
A ferramenta desenvolvida também é capaz de determinar automaticamente os ajustes de todos os
dispositivos de proteção tradicionalmente utilizados nas redes de distribuição de energia de modo a obter a
melhor aplicação técnica e econômica.
Como resultados, são apresentados estudos de casos com dados reais das concessionárias de energia
elétrica, com o objetivo de comprovar a eficiência dos métodos propostos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3657 |
| Date | 29 July 2008 |
| Creators | Comassetto, Lorenzo |
| Contributors | Canha, Luciane Neves, Abaide, Alzenira da Rosa, Cardoso Junior, Ghendy, Schramm, Douglas Schirmer |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 300, 300, 300, 300, 300, ab53fdc5-93b0-417d-b96d-9442b235a1ff, 35ed5e0d-7a6b-4958-9a1f-61f73410e2d8, 3e00029a-ff6e-4e78-9f59-e957ef99c554, fbbb6b49-48e2-4db0-91a3-15d1ad32c88f, 4c2861bb-3327-4cdd-866c-c1286ff9ab67 |
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