Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA NETO, João Alves da
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2263
Resumo: A crescente preocupação com o esgotamento dos combustíveis fósseis e os seus efeitos ambientais por conta da emissão de gases de efeito estufa, bem como a baixa eficiência na transmissão de grandes blocos de energia em longas distâncias, deram suporte a um novo conceito de gerenciamento de energia: as microrredes. Dentre os estudos necessários a esses novos sistemas, cita-se a estabilidade de tensão. Portanto, esta tese propõe a análise de estabilidade de tensão estática em microrredes (operação em modo ilhado ou isolado) e em sistemas de transmissão (considerando o acoplamento transmissão-microrredes) utilizando o método da função energia clássica. A função energia clássica permite monitorar a estabilidade para cada ponto de operação, levando em conta a variação de cargas, intermitência de fontes fotovoltaicas e a carga e descarga dos sistemas armazenadores de energia sob condições pré-definidas. Adicionalmente, utiliza-se a função energia auxiliar, uma extensão da função energia clássica, para ranquear barras menos robustas das microrredes e dos sistemas de transmissão. Para as microrredes, a função energia auxiliar indica quais barras são candidatas à inserção de fontes intermitentes. Já para os sistemas de transmissão, a função energia auxiliar aponta quais microrredes conectadas ao sistema principal são candidatas ao corte de cargas não críticas. Por fim, considerando a operação da microrrede em modo ilhado, avalia-se qual configuração é a mais adequada para suprir cargas críticas em um maior tempo possível, com valores de frequência dentro do permitido. Os resultados mostram a efetividade da avaliação da estabilidade de tensão por meio da função energia clássica e a melhora desse índice quando se utiliza a técnica da função energia auxiliar para inserção de fontes intermitentes e corte de cargas. As metodologias propostas são validadas nos sistemas IEEE-37 barras e IEEE-30 barras.
id UFEI_f8d82e1c6d49aa2f3726d1ae93cea9b1
oai_identifier_str oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/2263
network_acronym_str UFEI
network_name_str Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
repository_id_str 7044
spelling 2020-12-092021-02-032021-02-03T13:21:56Z2021-02-03T13:21:56Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2263A crescente preocupação com o esgotamento dos combustíveis fósseis e os seus efeitos ambientais por conta da emissão de gases de efeito estufa, bem como a baixa eficiência na transmissão de grandes blocos de energia em longas distâncias, deram suporte a um novo conceito de gerenciamento de energia: as microrredes. Dentre os estudos necessários a esses novos sistemas, cita-se a estabilidade de tensão. Portanto, esta tese propõe a análise de estabilidade de tensão estática em microrredes (operação em modo ilhado ou isolado) e em sistemas de transmissão (considerando o acoplamento transmissão-microrredes) utilizando o método da função energia clássica. A função energia clássica permite monitorar a estabilidade para cada ponto de operação, levando em conta a variação de cargas, intermitência de fontes fotovoltaicas e a carga e descarga dos sistemas armazenadores de energia sob condições pré-definidas. Adicionalmente, utiliza-se a função energia auxiliar, uma extensão da função energia clássica, para ranquear barras menos robustas das microrredes e dos sistemas de transmissão. Para as microrredes, a função energia auxiliar indica quais barras são candidatas à inserção de fontes intermitentes. Já para os sistemas de transmissão, a função energia auxiliar aponta quais microrredes conectadas ao sistema principal são candidatas ao corte de cargas não críticas. Por fim, considerando a operação da microrrede em modo ilhado, avalia-se qual configuração é a mais adequada para suprir cargas críticas em um maior tempo possível, com valores de frequência dentro do permitido. Os resultados mostram a efetividade da avaliação da estabilidade de tensão por meio da função energia clássica e a melhora desse índice quando se utiliza a técnica da função energia auxiliar para inserção de fontes intermitentes e corte de cargas. As metodologias propostas são validadas nos sistemas IEEE-37 barras e IEEE-30 barras.The growing concern related to the depletion of fossil fuels, the environmental effects of greenhouse gas emissions, and the low efficiency in transmitting large blocks of energy over long distances gave support to a new concept of energy systems, the microgrids. Thus, among the studies needed for these new systems, the voltage stability is cited. Therefore, this thesis proposes the analysis of static voltage stability in microgrids (islanded or isolated mode) and in transmission systems (considering the transmission-microgrid coupling) using the classical energy function method. The energy function allows the direct stability evaluation of the system operating points, taking into account the variation of loads, the intermittence of the photovoltaic sources and the charging/discharging of energy storage systems under pre-defined conditions. In addition, the auxiliary energy function is used to rank less robust buses in the microgrids and transmission systems. For microgrids, the auxiliary energy function indicates which buses are candidates for the insertion of intermittent sources. As for transmission systems, the auxiliary energy function indicates which microgrids connected to the main system are candidates for load shedding. Finally, considering the microgrid operation in islanded mode, it is evaluated which configuration is the most appropriate to supply critical loads within quality standards in the longest possible time. The results show the effectiveness of the voltage stability assessment using the energy function and the improvement of the energy-based voltage security index when using the auxiliary function technique to allocate intermittent sources and load shedding. The proposed methodologies are validated in a modified IEEE 37 node test feeder and IEEE 30 bus.Agência 1porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia ElétricaUNIFEIBrasilIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da InformaçãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIAAcoplamento transmissão-microrredesElementos armazenadores de energiaEstabilidade de tensãoFontes intermitentesMicrorredes ilhadas/isoladasFunção energiaEstudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSOUZA, Antonio Carlos Zambroni dehttp://lattes.cnpq.br/4860175234818683DE LORENCI, Eliane Valença Nascimentohttp://lattes.cnpq.br/6445725475979187http://lattes.cnpq.br/5927863439058508SILVA NETO, João Alves daSILVA NETO, João Alves da. Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia. 2020. 103 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2020.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/123456789/2263/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_2021001.pdfTese_2021001.pdfapplication/pdf3090033https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2263/1/Tese_2021001.pdfae159f851c16d7a32014b67bd6698b33MD51123456789/22632021-02-03 10:21:59.572oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442021-02-03T13:21:59Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia
title Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia
spellingShingle Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia
SILVA NETO, João Alves da
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
Acoplamento transmissão-microrredes
Elementos armazenadores de energia
Estabilidade de tensão
Fontes intermitentes
Microrredes ilhadas/isoladas
Função energia
title_short Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia
title_full Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia
title_fullStr Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia
title_full_unstemmed Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia
title_sort Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia
author SILVA NETO, João Alves da
author_facet SILVA NETO, João Alves da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv SOUZA, Antonio Carlos Zambroni de
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4860175234818683
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv DE LORENCI, Eliane Valença Nascimento
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6445725475979187
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5927863439058508
dc.contributor.author.fl_str_mv SILVA NETO, João Alves da
contributor_str_mv SOUZA, Antonio Carlos Zambroni de
DE LORENCI, Eliane Valença Nascimento
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
topic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
Acoplamento transmissão-microrredes
Elementos armazenadores de energia
Estabilidade de tensão
Fontes intermitentes
Microrredes ilhadas/isoladas
Função energia
dc.subject.por.fl_str_mv Acoplamento transmissão-microrredes
Elementos armazenadores de energia
Estabilidade de tensão
Fontes intermitentes
Microrredes ilhadas/isoladas
Função energia
description A crescente preocupação com o esgotamento dos combustíveis fósseis e os seus efeitos ambientais por conta da emissão de gases de efeito estufa, bem como a baixa eficiência na transmissão de grandes blocos de energia em longas distâncias, deram suporte a um novo conceito de gerenciamento de energia: as microrredes. Dentre os estudos necessários a esses novos sistemas, cita-se a estabilidade de tensão. Portanto, esta tese propõe a análise de estabilidade de tensão estática em microrredes (operação em modo ilhado ou isolado) e em sistemas de transmissão (considerando o acoplamento transmissão-microrredes) utilizando o método da função energia clássica. A função energia clássica permite monitorar a estabilidade para cada ponto de operação, levando em conta a variação de cargas, intermitência de fontes fotovoltaicas e a carga e descarga dos sistemas armazenadores de energia sob condições pré-definidas. Adicionalmente, utiliza-se a função energia auxiliar, uma extensão da função energia clássica, para ranquear barras menos robustas das microrredes e dos sistemas de transmissão. Para as microrredes, a função energia auxiliar indica quais barras são candidatas à inserção de fontes intermitentes. Já para os sistemas de transmissão, a função energia auxiliar aponta quais microrredes conectadas ao sistema principal são candidatas ao corte de cargas não críticas. Por fim, considerando a operação da microrrede em modo ilhado, avalia-se qual configuração é a mais adequada para suprir cargas críticas em um maior tempo possível, com valores de frequência dentro do permitido. Os resultados mostram a efetividade da avaliação da estabilidade de tensão por meio da função energia clássica e a melhora desse índice quando se utiliza a técnica da função energia auxiliar para inserção de fontes intermitentes e corte de cargas. As metodologias propostas são validadas nos sistemas IEEE-37 barras e IEEE-30 barras.
publishDate 2020
dc.date.issued.fl_str_mv 2020-12-09
dc.date.available.fl_str_mv 2021-02-03
2021-02-03T13:21:56Z
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-02-03T13:21:56Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2263
url https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2263
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.references.pt_BR.fl_str_mv SILVA NETO, João Alves da. Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de transmissão e em microrredes utilizando o método da função energia. 2020. 103 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2020.
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Itajubá
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UNIFEI
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Itajubá
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
instacron:UNIFEI
instname_str Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
instacron_str UNIFEI
institution UNIFEI
reponame_str Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
collection Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2263/2/license.txt
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2263/1/Tese_2021001.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
ae159f851c16d7a32014b67bd6698b33
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.br
_version_ 1801863237346525184