Estratégias de Validação de Modelos de Simulação Dinâmica de Sistemas Elétricos Utilizando Sincrofasores

Abstract

Neste trabalho apresenta-se um estudo a respeito de estratégias de validação de modelos dinâmicos de sistemas elétricos, a partir de indicadores numéricos com a utilização de dados de sincrofasores. O uso dos indicadores numéricos tem como objetivo auxiliar no processo de avaliação da qualidade dos modelos e identificar regiões do sistema com as maiores discrepâncias entre registro e resultados de simulação. A metodologia empregada é baseada na reprodução de perturbações no sistema com a posterior comparação dos resultados com dados provenientes de sistemas de medição sincronizada de fasores (SMSF). Esta comparação é realizada por meio do uso de indicadores numéricos e abrangem uma análise no domínio do tempo, no domínio da frequência com a aplicação da DFT (\textit{Discrete Fourier Transform}) e uma análise acerca dos principais modos de oscilação presentes na resposta simulada e registrada. Primeiramente, validou-se os indicadores numéricos empregados em um sistema teste acadêmico através de testes sintéticos, comprovando a efetividade dos indicadores propostos. Posteriormente, foram realizados dois estudos no âmbito do Sistema Interligado Nacional (SIN) com a simulação de perturbações reais registradas pelo SMSF do Projeto MedFasee BT. No primeiro, utilizou-se um caso do planejamento da operação elétrica como ponto de operação e no segundo um caso do ambiente de tempo real do ONS. Os resultados obtidos nos casos de estudo descritos mostram a efetividade de parcela significativa dos indicadores propostos na identificação de áreas do sistema com as maiores discrepâncias entre resultados de simulações e registros de sincrofasores.

In this undergraduate dissertation, a study using synchrophasor data for validation of dynamic models used in power systems is presented. The use of numerical indicators aims to support the process of evaluating the quality of the model and to identify possible points in the power system where divergences between simulation models and registered measurements might be found. The methodology is based on the reproduction of disturbances in the system with the subsequent comparison of the results with the data from synchronous phasor measurement systems (SMSF). This comparison is carried out through the use of different approaches to the numerical indicators: time domain analysis, frequency domain analysis using DFT (\textit{Discrete Fourier Transform}) and analysis of the main oscillation modes found in simulated and recorded data. The effectiveness of the indicators was initially validated through synthetic tests on an academic test system where their reliability was verified. The indicators were later validated based on the study of two real life disturbances recorded by MedFasee BT Project on Brazil's National Interconnected System. The first disturbance was reproduced by means of cases of the monthly planning of the operation and the second one through a case of the real-time environment. The results obtained from those disturbances helped highlight the effectiveness of great part of the proposed indicators for the identification of disparities between simulation and registered measurements.