Observability analysis for power systems modeled at the substation level including PMU

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Langner, André Luiz
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/43812
Resumo: Orientadora: Profª. Drª. Elizete Maria Lourenço
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaLourenço, Elizete MariaLangner, André Luiz2024-04-25T20:07:43Z2024-04-25T20:07:43Z2016https://hdl.handle.net/1884/43812Orientadora: Profª. Drª. Elizete Maria LourençoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 24/02/2016Inclui referências : f. 97-101Área de concentração: Sistemas eletrônicosResumo: O Estimador de Estados tem papel fundamental no monitoramento e controle em tempo real de grandes sistemas de potência, sendo capaz de prover informações a respeito do mais provável estado de operação da rede. Os primeiros algoritmos de estimação de estados foram concebidos considerando o sistema inteiro modelado no nível barra-ramo, uma vez que o processador de topologia reduz o sistema em um modelo simplificado. Sendo assim, o presente trabalho foca na Estimação de Estados Generalizada, na qual chaves e disjuntores são considerados no modelo da rede, tendo seus respectivos estados estimados. A aplicação de medidas sincrofasoriais no processo de Estimação de Estados e nas análises de observabildiade e criticidade de medidas também fazem parte deste estudo. Neste trabalho são apresentadas duas formulações para o uso de medidas sincrofasoriais na Estimação de Estados Generalizada, bem como resultados que comprovam a aplicação das mesmas. Dentro da proposta principal, está o desenvolvimento de um algoritmo numérico para análise de observabilidade e criticidade de medidas em sistemas modelados no nível de subestação. Testes são conduzidos no sistema de 14 barras dos IEEE, considerando a modelagem explícita de algumas subestações, com diferentes configurações, e simulando situações de falha na comunicação de medidas e do status dos disjuntores. Os resultados mostram que os métodos implementados permitem a determinação da observabildiade do sistema além da deteção de medidas e restrições críticas. Casos de falha da método também são mostrados, bem como meios de mitigá-los. Uma importante constação é sobre a vantagem do uso das medidas sincrofasoriais na Estimação de Estados Generalizada, no qual sua aplicação elimina a criticidade de restrições operacionais, as quais são crítitas devido a topologia da rede e não pela quantidade e alocação de medidasAbstract: State Estimation (SE) plays a vital role in real-time monitoring and controlling of larger power systems, as it provides the most likely operation state, and helps to keep it working in a secure mode. The first SE algorithms were developed considering the entire system modeled at the bus-branch level since the topology processor reduces it in a simplified way. Having that in mind, this work is focused on the Generalized State Estimation approach, in which switches and circuit breakers are considered in the network model, with their status being estimated. The application of synchrophasor measurements in the process of State Estimation, observability and measurement criticality analyses, are also part of this study. This Master’s thesis presents two formulations of using phasor measurements in the Generalized State Estimation, as well as the results of such approaches, ensuring their application. The main proposal is the development and deployment of a numerical algorithm to perform the observability and criticality analyses in power systems modeled at the bus-section level. Test are conducted over the IEEE 14 bus system considering the explicit modeling of three substations, with different layouts, and simulating situations of measurement and switch status failure. The results show that the deployed methods allow the determination of the system observability besides the detection of critical measurements and constraints. Cases where the method fails to provide desirable results as also discussed, as well as ways of mitigating them. An important statement regards the advantage of using synchrophasor measurements in the Generalized State Estimation, in which their application eliminates critical operational constraints, which are associated with the network topology, irrespectively of the measurement quantity and allocation114 f. : il. alguma color.application/pdfDisponível em formato digitalEngenharia elétricaDisjuntores eletricosEletronica de potenciaSistemas de energia eletrica - Estimação de estadoObservability analysis for power systems modeled at the substation level including PMUinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTHUMBNAILR - D - ANDRE LUIZ LANGNER.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1372https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43812/1/R%20-%20D%20-%20ANDRE%20LUIZ%20LANGNER.pdf.jpg0466e32814e51de76118ccdda20c25c2MD51open accessTEXTR - D - ANDRE LUIZ LANGNER.pdf.txtExtracted Texttext/plain143231https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43812/2/R%20-%20D%20-%20ANDRE%20LUIZ%20LANGNER.pdf.txt06587c9f7be9858509217290f539df43MD52open accessORIGINALR - D - ANDRE LUIZ LANGNER.pdfapplication/pdf2192891https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43812/3/R%20-%20D%20-%20ANDRE%20LUIZ%20LANGNER.pdf0b0b6d500be012039c0b45a99960ba96MD53open access1884/438122024-04-25 17:07:43.797open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/43812Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-04-25T20:07:43Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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