Avaliação do impacto de modelos eletrogeométricos de redes aéreas na qualidade de energia de sistemas de distribuição usando técnicas probabilísticas

Abstract

A avaliação do desempenho dos Sistemas Elétricos de Distribuição é baseada normalmente em indicadores de continuidade e em medições de qualidade de energia. Geralmente, estas avaliações são executadas através de mecanismos distintos, onde a continuidade é analisada por observações passadas da performance da rede e/ou por simulações preditivas, enquanto que a qualidade de energia é avaliada através de um programa de medições eletrônicas. De fato, os conceitos de confiabilidade e qualidade de energia são atualmente dissociados, principalmente quando o desempenho dos sistemas de distribuição é avaliado. Entretanto, a presente diversidade de cargas e fontes, com uma maior sensibilidade a variações de tensão, requer uma maior abrangência das ferramentas de análise de sistemas de potência, considerando tanto aspectos da continuidade quanto os da qualidade de energia. Para abordar o desempenho dos sistemas de distribuição avaliando a ausência de tensão como também fenômenos de distorção que afetam a forma de onda da tensão, há necessidade de ampliar o escopo da modelagem atualmente utilizada para esta avaliação. Dessa forma, a proposta desta dissertação passa por uma análise da modelagem da rede de distribuição e seus impactos na avaliação conjunta da confiabilidade e da qualidade de energia. Em adição, avalia-se o impacto do modelo geométrico da rede nos índices de qualidade de energia e são propostas novas abordagens para avaliação do curto-circuito probabilístico em sistemas de distribuição. A ideia básica, portanto, é incluir uma representação probabilística do curto-circuito e um algoritmo de formação da matriz de admitância nodal na representação sequencial de Monte Carlo com o intuito de avaliar os índices de confiabilidade, qualidade de energia e de curto-circuito através de estimativas e de distribuições de probabilidade. A metodologia proposta é aplicada no sistema-teste IEEE 34 nós e a validação da matriz de admitância nodal é dada pelo cálculo das correntes de curto-circuito no sistema-teste IEEE 13 nós.<br>

Abstract : Distribution Power System performance assessment is usually based on continuity indicators and power quality measurements. Generally, these evaluations are performed using distinct mechanisms, where continuity is assessed by past network performance observations and/or predicted simulation, whereas power quality is evaluated through an electronic measurements program. In fact, the concepts of reliability and power quality are currently dissociated, mainly when distribution power system performance is assessed. However, the current diversity of loads and sources, with more sensitivity to voltage variations, requires a wider ranging of power system analysis tools, considering both aspects of continuity and power quality. To address distribution systems performance by evaluating the voltage absence as also distortion phenomena affecting the voltage waveform, there is need to expand the scope of the currently modeling used for this assessment. Thus, this work proposes a distribution network modeling analysis and its impacts on reliability and power quality joint assessment. In addition, the impact of the network geometric model on power quality indices is assessed and new approaches for probabilistic short-circuit evaluation on distribution systems are proposed. The main idea is, then, to include a probabilistic short-circuit representation and a bus admittance matrix assembling algorithm into a sequential Monte Carlo representation in order to evaluate reliability, power quality and short-circuit indices through estimates and probability distributions. The proposed methodology is applied to the IEEE test feeder with 34 nodes and the bus admittance matrix validation is acquired by short-circuit currents calculation on the IEEE test feeder with 13 nodes.