Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:20:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1
314521.pdf: 1748234 bytes, checksum: 9dd8d82c2a41b4a23ff7aaec78c1a153 (MD5) / Esta tese propõe um método direto para obtenção do ponto de bifurcação sela-nó correspondente ao máximo carregamento de sistemas elétricos de potência. Este método é formulado com base em um modelo de otimização estática, cuja solução é determinada por meio de uma extensão do método de Newton. As equações não lineares que representam o fluxo de potência são formuladas em coordenadas retangulares permitindo a utilização do termo de segunda ordem da expansão em série de Taylor destas equações para a obtenção de um método Tensorial relativamente rápido e de fácil implementação. Duas formas de parametrização das equações de balanço de potência são comparadas. A primeira é convencional, onde o parâmetro de carregamento é linear. A segunda, proposta neste trabalho, é uma parametrização quadrática, o que equivale a incluir uma restrição de não negatividade ao parâmetro. São obtidos resultados numéricos para três formas de inicialização dos multiplicadores de Lagrange, sendo uma unitária intuitiva, a segunda uma forma existente na literatura e a terceira uma nova forma proposta neste trabalho, que faz uso de uma equação auxiliar em conjunto com a matriz Jacobiana do fluxo de potência. As influências da inicialização dos multiplicadores de Lagrange e da execução de um fluxo de potência inicial para estimativa das variáveis são observadas para se encontrar uma forma mais adequada de inicialização. Aspectos complementares à obtenção do máximo carregamento são obtidos, tais como: sensibilidade do parâmetro de carregamento com relação às potências injetadas nas barras, obtida como um subproduto do processo de otimização; determinação de áreas críticas nos sistemas elétricos com relação à instabilidade de tensão; previsão de potência reativa gerada a cada iteração para facilitar a convergência do processo iterativo; decomposição dos sistemas de equações para redução do tempo de processamento; traçado completo das curas PV nos métodos diretos de forma semelhante ao método da continuação. Resultados numéricos obtidos com simulações de sistemas teste de diferentes portes são usados para ilustrar o desempenho das estratégias propostas.<br> / Abstract : This thesis proposes a direct method for obtaining the saddle-node bifurcation point corresponding to the maximum loadability of electric power systems. This method is formulated based on a static model optimization, which is solved by an extended version of Newton#s method. The nonlinear equations which represent the power flow are formulated in rectangular coordinates permitting the use of the second-order Taylor series expansion of these equations to obtain a Tensor method relatively quick and easy to implement. Two forms of parameterization of the power flow equations are compared. The first is the conventional, where the loadability parameter is linear. The second, proposed in this thesis, is a quadratic parameterization, which is equivalent to imposing a non-negativity constraint to the parameter. Numerical results are obtained for three forms of initialization of Lagrange multipliers, one intuitive unit, the second existing form in the literature and the third form proposed in this thesis, which makes use of an auxiliary equation and Jacobian matrix of power flow. The influences of the initialization of Lagrange multipliers and the running of an initial power flow to estimate the variables are observed to find a more suitable initialization. Additional aspects of obtaining the maximum loadability are obtained, such as: sensitivity of the loadability parameter with respect to the power injected into bus, obtained as a byproduct of the optimization process, determination of critical areas in electrical systems with respect to voltage instability; prediction of reactive power generated at each iteration to facilitate convergence of the iterative process; decomposition of the systems equation for reduction of time processing; complete tracing of PV curves in direct methods similar to the continuation method. Numerical results obtained with simulations of test systems of different sizes are used to illustrate the performance of the proposed strategies
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/100757 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Zeitune, Anésio Felipe |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Salgado, Roberto de Souza |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 159 p.| grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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