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Previous issue date: 2015-09-18 / Este trabalho objetiva apresentar uma metodologia capaz de estimar os componentes
harmônicos em sistemas de distribuição com topologia radial utilizando PMUs (Phasor
Measurement Units). Os estados a serem estimados serão as correntes passantes em todas
as linhas do sistema em coordenadas retangulares. Uma vez que essas correntes são obtidas,
torna-se possível o cálculo de outras grandezas elétricas através das equações de fluxo de
potência e leis de Kirchhoff. A metodologia considera poucas unidades de medição fasorial
(as PMUs) instaladas efetuando a leitura dos sinais de tensões nodais e correntes nas linhas
com distorção harmônica. A fim de restaurar a observabilidade do sistema por completo,
são considerados dados históricos de demanda de potência ativa/reativa, os quais serão
tratados como restrições de desigualdades excursionando entre um valor mínimo e máximo
considerados em um problema de otimização não linear que visa diminuir a diferença entre
os valores monitorados pelas PMUs e os calculados pela metodologia. As mencionadas
restrições permitem ao estimador o acompanhamento das variações sofridas ao longo
do tempo na curva de carga para a frequência fundamental e também para as demais
frequências. A abordagem proposta neste trabalho considera a modelagem trifásica de
equipamentos e linhas de distribuição, portanto, são modelados os efeitos de acoplamento
mútuo entre fases e a operação não linear de equipamentos de eletrônica de potência
tiristorizados. O método demonstra eficiência não apenas em estimar os componentes
harmônicos de um certo espectro considerado no estudo, como também se mostra uma
ferramenta prática de detecção e identificação de fontes harmônicas no sistema elétrico
de potência, além de explicitar um exemplo prático do uso de PMUs no que tange ao
monitoramento de redes de distribuição, carentes de acompanhamento em tempo real. A
metodologia ainda se mostra capaz de ser aliada a grandes estudos contextualizados em
qualidade de energia, uma vez que permite a estimação de índices de distorção harmônica. / This work aims to present a methodology which is capable of estimating harmonic components
for distribution systems with radial topology, using PMUs (Phasor Measurement
Units). The estimated states will be all branch currents of the system expressed in
rectangular coordinates. Once these currents are obtained, it is possible to calculate other
electrical quantities using power flow equations and also Kirchhoff’s law. The methodology
considers the installation of a few number of phasor measurement units which will measure
voltage and branch currents signals distorted by harmonic sources. In order to make the
whole system observable, historical data of active/reactive power demand will be treated
as inequality constraints varying between minimum and maximum limits described in
a non linear optimization problem, which aims to minimize the difference between the
values monitored by PMUs and the ones calculated by the methodology. The already
mentioned constraints allows the accompaniment of the variations occured in a typical load
curve during a period of time for the fundamental frequency and also for their multiples,
allowing the accompaniment of the harmonic load curve, normally unknown. The proposed
approach considers a three-phase modelling of equipments and distribution lines, subject
to their mutual coupling effects caused by mutual impedances between the lines. It will
also be considered electronic-based devices using thyristors located along the distribution
feeder, injecting harmonic currents in the system. The method demonstrates efficiency in
estimating the harmonic states of the net and also in detecting and identifying harmonic
sources in an eletric power system, besides showing a practical use of PMUs for the
monitoring of distribution systems, lacking in information and real-time accompaniment.
The method also enables the estimation of power quality indicators such as total harmonic
distortion.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/234 |
| Date | 18 September 2015 |
| Creators | Melo, Igor Delgado de |
| Contributors | Pereira, José Luiz Rezende, Salgado, Roberto de Souza, Variz, Abílio Manuel, Duque, Carlos Augusto |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, UFJF, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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