Identificação e classificação de pontos críticos de geração de potência reativa em estudos de máximo carregamento

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Identificação e classificação de pontos críticos de geração de potência reativa em estudos de máximo carregamento

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Título: Identificação e classificação de pontos críticos de geração de potência reativa em estudos de máximo carregamento
Autor: Coelho, Viviane Berri
Resumo: Esta dissertação apresenta uma metodologia para identificar e classificar os pontos de carregamento crítico em sistemas de potência. Duas estratégias são utilizadas como base desta metodologia. A primeira visa encontrar o ponto de máximo carregamento da rede elétrica e a correspondente solução do fluxo de potência. Esta abordagem assume que a curva PV é uma forma quadrática, com esta característica se tornando mais acentuada conforme o nível de carregamento do sistema se aproxima do ponto crítico. As principais motivações para o uso deste método são a rapidez da obtenção da solução e a robustez numérica do processo iterativo nas proximidades do ponto de máximo carregamento. A segunda estratégia utiliza um esquema preditor-corretor para identificar os pontos críticos de geração de potência reativa na rede elétrica, mediante o aumento do seu nível de carregamento. Assim, as barras que atingem o limite de geração de potência reativa são identificadas e os valores dos fatores de carregamento correspondentes são calculados simultaneamente. Na etapa de correção, as equações do fluxo de potência correspondentes a cada barra que atinge o limite de potência reativa incluem a representação da magnitude da tensão de referência e do balanço de potência reativa da referida barra PV, ajustadas respectivamente nos valores de referência e no limite atingido. A classificação dos pontos críticos é baseada em conceitos oriundos da Teoria da Bifurcação e em índices calculados com auxílio das relações de sensibilidade da geração de potência reativa com a magnitude das tensões nodais. Os resultados obtidos para dois sistemas testes, onde o primeiro é o sistema IEEE de 24 Barras, enquanto o segundo é um sistema equivalente da Região Sul do país, composto por 82 barras, ilustram as características principais dos métodos apresentados.This dissertation presents a methodology to identify and to classify the critical loadability points in power systems. Two strategies are used as the basis of this methodology. The first aims to find the maximum loadability of the electrical network and its corresponding power flow solution. This approach assumes that the PV curve is a quadratic form, this feature becoming more accented as the loadability level is closer to the critical point. The main motivation to use this method are the fast way the critical solution is obtained and the numerical robustness of the iterative process around the maximum loadability point. The second strategy uses a predictor-corrector scheme to identify the loadability points related to critical levels of reactive power generation, as the loadability level increases. Thus, the buses whose limits of reactive power generation are reached are identified and the corresponding loadability factor is computed simultaneously. In corretor step, the equations of the power flow corresponding to the bus which has reached the reactive power generation limit include the modeling of both the reference voltage magnitude and the reactive power balance of the PV bus whose limit has been reached. The classification of these critical points is based on both some concepts from the Bifurcation Theory and indexes computed with the aid of sensitivity relationships between the reactive power generation and the bus voltage magnitude. The numerical results obtained with two test-systems, the IEEE 24 Buses and a reduced network equivalent to the power system of the Souther Region of Brazil, illustrate the main features of the methodology presented.
Descrição: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
URI: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/101030
Data: 2012


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