Devido à alta demanda energética e a grande complexidade dos atuais Sistemas Elétricos de Potência (SEPs), altamente interligados, torna-se cada vez mais importante para o operador do sistema, conhecer o estado atual do SEP. Além disso, dispor de ferramentas que permitam prever situações que venham a comprometer o bom funcionamento do sistema. Como um bom funcionamento, enquadra-se a continuidade do suprimento e perfis adequados de tensão elétrica, mesmo após a ocorrência de perturbações, o que pode ser afetado pelo fenômeno de instabilidade de tensão (ou colapso de tensão). Por isso, o objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia de análise do colapso de tensão em tempo real considerando limites de potência ativa e reativa de geradores, a qual visa auxiliar o operador do sistema. Esta metodologia é dividida em cinco etapas. A primeira delas consiste em uma análise do caso base dos SEPs considerados, utilizando um algoritmo que permite estimar a margem de estabilidade de tensão do sistema, considerando os limites de potência ativa e reativa dos geradores. Esta primeira etapa utiliza a metodologia de fluxo de potência continuado, utilizando a carga e a tensão como parâmetros de continuação. A segunda etapa apresenta uma análise de contingências rápida considerando contingências simples de linhas de transmissão, seguindo o critério N-1. Nesta segunda etapa, foi utilizado o método de Look Ahead Modificado. A terceira etapa é uma análise apurada das contingências mais críticas, identificadas na etapa dois, a fim de verificar a presença de bifurcações induzidas por limites. Nesta terceira etapa, também se utilizou a metodologia de fluxo de potência continuado. Na quarta etapa, são aplicados todos os controle disponíveis no sistema, como inserção de banco de capacitores e ajuste do TAP dos transformadores, a fim de verificar qual seria o impacto dessas ações de controle no limite de operação segura do sistema, utilizando o método de Look Ahead Modificado. Essas quatro etapas possibilitam uma análise da estabilidade de tensão do sistema em tempo real. Por fim, é proposta uma quinta etapa de análise de contingências Offline, sendo uma análise mais precisa de todas as contingências, utilizando a metodologia de fluxo de potência continuado. Os SEPs analisados nesta dissertação foram o sistema de cinco barras Stagg, o sistema de quatorze barras padrão do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) e o sistema de trinta barras padrão IEEE. / Due to the high energy demand and the high complexity of today's interconnected Electrical Power Systems (SEPs), it is becoming increasingly important for the system operator to know the current state of the SEP. In addition, have the tools to predict situations that may compromise the smooth operation of the system. As a good operation, the continuity of the supply and adequate voltage profiles are correct, even after the occurrence of disturbances, which can be affected by the phenomenon of voltage instability (or voltage collapse). Therefore, the objective of this work is to develop a methodology for the analysis of voltage collapse in real time considering the limits of active and reactive power of generators, which aims to assist the system operator. This methodology is divided into five steps. The first one consists of an analysis of the base case of the considered SEPs, using an algorithm that allows estimating the voltage stability margin of the system considering the limits of active and reactive power of the generators. This first step uses the continuous power flow methodology, using load and voltage as continuation parameters. The second stage presents a fast contingency analysis considering simple contingencies of transmission lines, following the criterion N-1. In this second step, the Modified Look Ahead method was used. The third step is an accurate analysis of the most critical contingencies, identified in step two, in order to verify the presence of limits-induced bifurcations. In this third step, we also used the continuous power flow methodology. In the fourth step, all available system controls, such as capacitor bank insertion and TAP adjustment of the transformers, are applied in order to verify the impact of these control actions on the safe operation limit of the system, using the Look Ahead Modified. These four steps enable a real-time analysis of the voltage stability of the system. Finally, a fifth stage of analysis of Offline contingencies is proposed, and a more precise analysis of all the contingencies using the methodology of continuous power flow is proposed. The SEPs analyzed in this dissertation were the Stagg five-bar system, the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) standard fourteen bar system and the IEEE standard thirty-bar system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/2878 |
| Date | 29 September 2017 |
| Creators | Justi, Alyne Nogueira |
| Contributors | Benedito, Raphael Augusto de S, Benedito, Raphael Augusto de S, Fritzen, Paulo Cícero, Kuiava, Roman |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia, UTFPR, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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