Processamento de medidas fasoriais de tensão e corrente na estimação de estados em sistemas de potência

Abstract

Neste trabalho investigam-se os impactos da inclusão das Medidas Fasoriais Sincronizadas (MFS) de corrente e tensão oriundas das Unidades de Medição Fasorial (UMF) na Estimação de Estados em Sistemas de Potência. Além da análise do estado da arte no tema, foi desenvolvido um estimador de estados ortogonal com capacidade de processamento de MFS para simulação dos impactos destas medidas nos resultados da estimação. Na revisão do estado da arte, são abordados os principais conceitos associados à estimação de estados, ao desenvolvimento das UMF e aos erros associados às MFS. No que diz respeito à análise dos impactos da inclusão das MFS na estimação de estados, são exploradas as formas de sua inserção na estimação de estados e desenvolvidas abordagens distintas para consideração dos erros associados a estas medidas. Numa segunda etapa, o estimador de estados desenvolvido é utilizado para, a partir de planos de medição simulados, investigar o impacto das MFS de corrente e tensão na qualidade das estimativas. Para tal, vários sistemas-teste do IEEE são utilizados. A análise dos benefícios das MFS é conduzida a partir da variação do número de medidas fasoriais alocadas na rede elétrica e os resultados são quantificados mediante a definição de métricas apropriadas.

This work investigates the impact of voltage and current Synchronized Phasor Measurements (SPM) on Power System State Estimation. The state-of-the-art of the concepts associated with state estimation, PMU technology, and measurement errors related to SPM is initially reviewed. An orthogonal state estimator with capacity to process voltage and current phasor measurements has been developed to simulate the impact of SPM on power system estimated quantities. Distinct forms of SPM insertion in power system state estimation are discussed, as well as different approaches to model the errors associated to current phasor measurements. The orthogonal state estimator developed in connection with this work is applied to several IEEE test systems, with distinct metering schemes, in order to investigate the impact of SPM on the quality of the state estimation results. The benefits of SPM insertion are evaluated by varying the number of phasor measurements in the metering schemes and the results are quantified through appropriate performance indices.