Consideração de técnicas de otimização aplicadas ao problema de colapso de tensão
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Data de Publicação: | 2002 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3516 |
Resumo: | Este trabalho aborda três temas relacionados à estabilidade de tensão: Aumento da Margem de Carga, Corte de Carga e análise de sensibilidade. Para cada um destes estudos, técnicas de otimização são empregadas. Para o aumento da margem de carga, uma nova estratégia para evitar o problema de Colapso de Tensão é apresentada. Através de algoritmos de otimização baseados em pontos interiores, foram propostas ações de controle para atuar nos sintomas de colapso de tensão. Apesar de um ponto próximo à bifurcação apresentar altas perdas elétricas e um baixo perfil de tensão, a literatura mostra que a redução total das perdas visando o aumento do ponto máximo de carregamento pode ter conseqüências indesejadas. Em vez disso esse trabalho propõe que ações de controle visando a redução de perdas e a melhoria do perfil de tensão sejam executadas apenas localmente, evitando assim, o risco de sobre compensação. A segunda parte do trabalho analisa o problema de corte de carga. A literatura indica os métodos de otimização como as melhores ferramentas de análise para corte de carga. Porém, estes métodos são computacionalmente onerosos. Desta forma, este trabalho apresenta três novas metodologias para se realizar o estudo de corte de carga. A primeira é baseada no método direto, que apesar de muito utilizado para a determinação do ponto máximo de carregamento, não se tem o conhecimento de que esse método já tenha sido utilizado para a realização de corte de carga. O segundo é baseado nos métodos de otimização de pontos interiores, onde uma função de Lagrange é montada utilizando-se apenas a função objetivo e as equações de fluxo de potência ativa e reativa. Finalizando, o problema de análise de sensibilidade à mudanças topológicas é analisado. A construção de novas linhas de transmissão, a repotencialização de unidades geradoras ou a instalação de bancos de capacitores em um sistema elétrico requer um alto investimento. Isso faz com que ações de planejamento devam ser cuidadosamente analisadas. Para tanto este trabalho apresenta uma metodologia baseada nos fundamentos da otimização. Tal metodologia utiliza os multiplicadores de Lagrange, obtidos através de um algoritmo de pontos interiores, como um índice que determina com precisão quais as melhores ações de planejamento que devem ser realizadas para obter um objetivo desejado. |
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2002-03-072023-02-232023-02-23T18:03:09Z2023-02-23T18:03:09Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3516Este trabalho aborda três temas relacionados à estabilidade de tensão: Aumento da Margem de Carga, Corte de Carga e análise de sensibilidade. Para cada um destes estudos, técnicas de otimização são empregadas. Para o aumento da margem de carga, uma nova estratégia para evitar o problema de Colapso de Tensão é apresentada. Através de algoritmos de otimização baseados em pontos interiores, foram propostas ações de controle para atuar nos sintomas de colapso de tensão. Apesar de um ponto próximo à bifurcação apresentar altas perdas elétricas e um baixo perfil de tensão, a literatura mostra que a redução total das perdas visando o aumento do ponto máximo de carregamento pode ter conseqüências indesejadas. Em vez disso esse trabalho propõe que ações de controle visando a redução de perdas e a melhoria do perfil de tensão sejam executadas apenas localmente, evitando assim, o risco de sobre compensação. A segunda parte do trabalho analisa o problema de corte de carga. A literatura indica os métodos de otimização como as melhores ferramentas de análise para corte de carga. Porém, estes métodos são computacionalmente onerosos. Desta forma, este trabalho apresenta três novas metodologias para se realizar o estudo de corte de carga. A primeira é baseada no método direto, que apesar de muito utilizado para a determinação do ponto máximo de carregamento, não se tem o conhecimento de que esse método já tenha sido utilizado para a realização de corte de carga. O segundo é baseado nos métodos de otimização de pontos interiores, onde uma função de Lagrange é montada utilizando-se apenas a função objetivo e as equações de fluxo de potência ativa e reativa. Finalizando, o problema de análise de sensibilidade à mudanças topológicas é analisado. A construção de novas linhas de transmissão, a repotencialização de unidades geradoras ou a instalação de bancos de capacitores em um sistema elétrico requer um alto investimento. Isso faz com que ações de planejamento devam ser cuidadosamente analisadas. Para tanto este trabalho apresenta uma metodologia baseada nos fundamentos da otimização. Tal metodologia utiliza os multiplicadores de Lagrange, obtidos através de um algoritmo de pontos interiores, como um índice que determina com precisão quais as melhores ações de planejamento que devem ser realizadas para obter um objetivo desejado.This thesis studies three topics related to voltage collapse: Load margin increase, load shedding and sensitivity analysis. For each study, optimization techniques are employed. For load margin increase, a new strategy to avoid voltage collapse is proposed. With the help of interior points-based optimization algorithms, some control actions are proposed in order to minimize the voltage collapse symptoms. Even though an operating point close to voltage collapse is associated with high system loss, the literature shows that minimizing the loss may not enlarge the system margin. Rather than that, this work proposes to reduce the system loss and maximize the voltage level in a certain area of interest, yielding a better load margin with no risk of over excitation. The second part of the work is related to load shedding analysis. The literature shows that optimization techniques provide the best results for this purpose. On the other hand, such methods are time consuming. As a consequence of that, this thesis works on three different methodologies for load shedding analysis. The first one is based on the direct method, widely spread in the literature for load margin calculation, but not usually applied for load shedding studies. The second approach is based on interior points method. For this, a Lagrangian function is created using only the objective function and the active and reactive power equations. Finally, the problem of topological changes is addressed. When it comes to topological changes, the problem of building new transmission lines, construction of new plants or capacitor shunt installation are very expensive. It drives one to be careful about the planning actions recommended. For this, these actions need to be exhaustively studied. With this purpose, this thesis presents a methodology based on optimization theory. Such a methodology employs the Lagrange multipliers, obtained by a interior points algorithm, as an index which identifies effectively the best control actions to be taken in order to achieve a goal.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia ElétricaUNIFEIBrasilIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da InformaçãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIAOtimizaçãoColapso de tensãoAnálise de sensibilidadeCorte de cargaMultiplicadores de LagrangeConsideração de técnicas de otimização aplicadas ao problema de colapso de tensãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisZAMBRONI, Antônio Carloshttp://lattes.cnpq.br/4860175234818683http://lattes.cnpq.br/4319412527458142HONÓRIO, Leonardo de MelloHONÓRIO, Leonardo de Mello. Consideração de técnicas de otimização aplicadas ao problema de colapso de tensão. 2002. 130 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2002.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3516/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_200231101.pdfTese_200231101.pdfapplication/pdf1093249https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3516/1/Tese_200231101.pdf83bc0c325a1ca305bc6f267ea89e8514MD51123456789/35162023-02-23 15:03:09.662oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442023-02-23T18:03:09Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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