Instalação estratégica de medidores de qualidade de energia elétrica para identificação de variações de tensão de curta duração causadas por curtos circuitos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: JUNQUEIRA, Caio Marco dos Santos.
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/22722
Resumo: Um método para instalação estratégica de medidores de qualidade de energia elétrica (QEE) capazes de identificar variações de tensão de curta duração (VTCD) causadas por curtos-circuitos é proposto nesta tese. A técnica é dividida em duas partes principais: off-line, com a escolha da quantidade e localização dos medidores de QEE; on-line, com a estimação de tensão nas barras não-monitoradas e redução do espaço de busca do local do curto-circuito. A técnica é desenvolvida e validada em uma base de dados construída de forma automática, utilizando um sistema-teste e considerando o tipo de falta, local de falta, resistência de falta e carregamento do sistema. As tensões remanescentes em cada uma das barras são obtidas por uma metodologia de detecção e classificação via transformada wavelet discreta redundante (TWDR), a qual é validada utilizando registros oscilográficos reais de um medidor de QEE e sinais simulados. A instalação estratégica de medidores considera, além do custo de instalação dos medidores, a presença de condições simétricas e de eventos unicamente identificáveis para a formulação de uma nova função objetivo, a qual apresenta um fator-peso para cada um dos três parâmetros que a compõem. A restrição do problema inclui a matriz de observabilidade, obtida pela base de dados construída, e o problema é resolvido via método de otimização por enxame de partículas binário (BPSO). A validação do método é realizada a partir de simulações estocásticas, utilizando o método de Monte Carlo em um conjunto de cenários de curto-circuito que representam um ano de simulações. O método apresentou bons resultados, evidenciando respostas rápidas de detecção para os mais diversos tipos de VTCD. Para a estimação, o método foi capaz de estimar tensões nas barras não-monitoradas com erros médios de 0,71 %, média de redução no espaço de busca para 16 % do alimentador e taxa de acerto de 97,55 % para uma solução com 5 medidores para o sistema-teste de 34 barras do IEEE.
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A técnica é desenvolvida e validada em uma base de dados construída de forma automática, utilizando um sistema-teste e considerando o tipo de falta, local de falta, resistência de falta e carregamento do sistema. As tensões remanescentes em cada uma das barras são obtidas por uma metodologia de detecção e classificação via transformada wavelet discreta redundante (TWDR), a qual é validada utilizando registros oscilográficos reais de um medidor de QEE e sinais simulados. A instalação estratégica de medidores considera, além do custo de instalação dos medidores, a presença de condições simétricas e de eventos unicamente identificáveis para a formulação de uma nova função objetivo, a qual apresenta um fator-peso para cada um dos três parâmetros que a compõem. A restrição do problema inclui a matriz de observabilidade, obtida pela base de dados construída, e o problema é resolvido via método de otimização por enxame de partículas binário (BPSO). A validação do método é realizada a partir de simulações estocásticas, utilizando o método de Monte Carlo em um conjunto de cenários de curto-circuito que representam um ano de simulações. O método apresentou bons resultados, evidenciando respostas rápidas de detecção para os mais diversos tipos de VTCD. Para a estimação, o método foi capaz de estimar tensões nas barras não-monitoradas com erros médios de 0,71 %, média de redução no espaço de busca para 16 % do alimentador e taxa de acerto de 97,55 % para uma solução com 5 medidores para o sistema-teste de 34 barras do IEEE.A method for strategic power quality (PQ) meter placement capable of identifying short duration voltage variations (SDVV) caused by short-circuits is proposed in this thesis. The technique is divided into two main parts: offline, with the choice of the number and location of the PQ meters; online, with the estimation of voltage at the non-monitored buses and search space reduction of the short-circuit location. The technique is developed and validated in a database built automatically, using a test system and considering the fault type, fault location, fault resistance, and loading. The remaining voltages at each of the buses are obtained by a detection and classification methodology via redundant discrete wavelet transform (RDWT), which is validated using real oscillographic records from a power quality meter and simulated signals. The strategic meter placement considers, in addition to the installation cost, the presence of symmetric conditions and uniquely identifiable events for the formulation of a new objective function, which presents a weight factor for each of the three parameters that compose it. The restriction of the problem includes the observability matrix, obtained by the database built and the problem is solved via the binary particle swarm optimization (BPSO) method. The method validation is performed from stochastic simulations, using the Monte Carlo method in a set of short-circuit scenarios that represent one year of simulations. The method presented good results, showing fast detection responses for the most diverse types of SDVV. For estimation, the method was able to estimate voltages at the non-monitored buses with mean errors of 0.71%, mean reduction of the search space to 16% of the feeder, and a success rate of 97.55% for a solution with 5 meters for the IEEE 34-bus test system.CNPqUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGSOUZA, Benemar Alencar de.http://lattes.cnpq.br/4987294390789975BRITO, Núbia Silva Dantas.http://lattes.cnpq.br/9319631147408039NEVES, Washington Luiz Araujo.http://lattes.cnpq.br/3107104665517286OLIVEIRA, Alexandre Cunha.http://lattes.cnpq.br/6699829609793478SILVA, Kleber Melo e.http://lattes.cnpq.br/8795500242651581KAGAN, Nelson.http://lattes.cnpq.br/4099429752287231JUNQUEIRA, Caio Marco dos Santos.2021-11-112021-12-22T14:34:21Z2021-12-222021-12-22T14:34:21Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/22722JUNQUEIRA, Caio Marco dos Santos. Instalação estratégica de medidores de qualidade de energia elétrica para identificação de variações de tensão de curta duração causadas por curtos circuitos. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-12-22T14:34:21Zoai:localhost:riufcg/22722Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-12-22T14:34:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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