Análise de desempenho de protótipo de unidade de medição fasorial utilizando simulações em tempo real

Abstract

Com o aumento significativo da quantidade de pequenas unidades de geração em sistemas de distribuição e o crescimento do conceito de microrredes, que trazem diversos desafios operacionais, a utilização de PMUs nos sistemas de baixa tensão tem sido cada vez mais discutida e aplicada. Estes equipamentos são interessantes para os sistemas modernos devido sua capacidade de medição sincronizada e com alta resolução temporal dos fasores de tensão da rede, possibilitando a estimação dos estados do sistema. Para que isso seja feito sem um impacto econômico tão elevado, equipamentos de menor custo vem sendo propostos e comercializados. Este trabalho consiste na realização de simulações em tempo-real, para a avaliação de performance de um par de protótipos de PMU de baixo custo. A partir da aquisição e análise dos sincrofasores gerados nessas simulações, buscou-se determinar alguns parâmetros importantes destes equipamentos, como sua sensibilidade mínima a variações angulares, precisão na estimação de sincrofasores com a presença de ruído e determinação de sincrofasores harmônicos. A partir dos resultados obtidos, detectou-se uma variação na amplitude e ângulo dos sincrofasores estimados, a qual pode ser causada por diversos motivos. Apesar disto, foi possível verificar um bom desempenho dos protótipos para os parâmetros avaliados, qualificando-a para aplicações em sistemas de distribuição a partir de uma futura correção do problema detectado.

With the increasing of small power generators in the energy distribution systems and the studies and applications related to microgrids, which bring several operating challenges, the using of PMUs in low voltage systems have been receiving more attention in the last years. These equipments are interesting for the modern energy systems because of its capability of measuring voltage phasors with high synchronization level and time resolution, allowing several analyses, such as state estimation. For the applications to be implemented without high economic impact, low-cost PMUs, like the tested at this study, have been proposed and commercialized lately. This work consists in the development of real-time simulations, in which the prototypes can be tested in situations closer to real distribution systems. Then, from the aquisition and analysis of the synchrophasor data generated by these simulations, some important parameters of the prototypes can be determined, such as: its angular sensibility and its accuracy in estimating synchrophasors of signals contaminated by noise and harmonic synchrophasors. Based on the simulation results, an amplitude and angle variation were detected in the estimated synchrophasors, which can be caused by several reasons. Despite this problem, a good performance of the prototypes for the evaluated parameters could be verified, qualifying it for applications in distribution systems as long as a solution for the detected problem is achieved.