Uma adaptação do estimador de estado trifásico para sistemas de distribuição de energia elétrica baseado no método da soma de potências

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carneiro Filho, Hugo Luiz de Morais
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6965
Resumo: State estimation is an essential mathematical tool for the real-time monitoring of power transmission and distribution systems. Unlike the classical load flow methodologies, state estimation can deal with uncertainties associated with measurements. Its application started in the study of transmission systems, so it is consolidated in this type of configuration. However, in distribution networks, the use of state estimators is less frequent due to the typical characteristics of radiality, imbalance and limited number of measurements, which increase the complexity of the problem. In order to contribute to the state of the art of state estimation in electric distribution networks, this work presents an adaptation of methodologies for generation of pseudomeasurements and state estimation present in the work of Monteiro (2010). For this, the equation of adjustment of loads was adapted in order to consider the losses in all the sections that composes the distribution network. In addition, was proposed a technique that uses the normal probability distribution to determine the most probable value of power factor that all loads present. In the estimation technique, modifications were made in relation to the number of reduction sections and the choice of state variables and measured quantities. Two test cases were used to validate the technique, one with actual measurements and another with simulated measurements with a load flow program. In the real system, the solution of the proposed methodology was compared with Monteiro's (2010) work. In this case, it was verified that the methodology developed in this work provides a more accurate solution for the estimation of current and voltage modules, since the maximum error for these two variables was 4,27% and 4,83 %, respectively, in the analyzed situation. However, for the same case, the reactive load flow estimated in one measurement point presented an error of about 31%. For the simulated system, which used measures from a load flow program, however, a maximum error of 4,21% was obtained for reactive power estimation. Therefore, the developed methodology proved to be feasible in the determination of the state of the network, contributing to smaller estimation errors than those obtained in Monteiro (2010), with respect to voltage and current values
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In order to contribute to the state of the art of state estimation in electric distribution networks, this work presents an adaptation of methodologies for generation of pseudomeasurements and state estimation present in the work of Monteiro (2010). For this, the equation of adjustment of loads was adapted in order to consider the losses in all the sections that composes the distribution network. In addition, was proposed a technique that uses the normal probability distribution to determine the most probable value of power factor that all loads present. In the estimation technique, modifications were made in relation to the number of reduction sections and the choice of state variables and measured quantities. Two test cases were used to validate the technique, one with actual measurements and another with simulated measurements with a load flow program. In the real system, the solution of the proposed methodology was compared with Monteiro's (2010) work. In this case, it was verified that the methodology developed in this work provides a more accurate solution for the estimation of current and voltage modules, since the maximum error for these two variables was 4,27% and 4,83 %, respectively, in the analyzed situation. However, for the same case, the reactive load flow estimated in one measurement point presented an error of about 31%. For the simulated system, which used measures from a load flow program, however, a maximum error of 4,21% was obtained for reactive power estimation. Therefore, the developed methodology proved to be feasible in the determination of the state of the network, contributing to smaller estimation errors than those obtained in Monteiro (2010), with respect to voltage and current valuesA estimação de estado é uma ferramenta matemática essencial para o monitoramento em tempo real de sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica. Diferentemente das metodologias clássicas de fluxo de carga, a estimação de estado pode lidar com incertezas associadas à medição. Sua aplicação iniciou no estudo de sistemas de transmissão, por isso, é consolidada nesse tipo de configuração. Porém, em redes de distribuição, o uso de estimadores de estado é menos frequente, em virtude das características típicas de radialidade, desequilíbrio e número limitado de medições, que aumentam a complexidade do problema. Com o objetivo de contribuir para o estado da arte da estimação de estado em redes de distribuição de energia elétrica, este trabalho apresenta uma adaptação das metodologias de geração de pseudomedidas e de estimação de estado presentes no trabalho de Monteiro (2010). Para isso, adaptou-se a equação de ajuste de cargas de forma a considerar as perdas em todos os trechos que compõem a rede de distribuição. Além disso, foi proposta uma técnica que usa a distribuição de probabilidade normal para determinar o valor mais provável de fator de potência que todas as cargas apresentam. Na técnica de estimação, modificações foram feitas em relação ao número de seções de redução e à escolha das variáveis de estado e das grandezas medidas. Dois casos de teste foram usados para validar a técnica, um com medidas reais e outro com medidas simuladas com um programa de fluxo de carga. No sistema real, comparou-se a solução da metodologia proposta com a do trabalho de Monteiro (2010). Verificou-se, nesse caso, que a metodologia desenvolvida neste trabalho fornece uma solução mais exata para a estimação dos módulos de corrente e tensão, uma vez que o erro máximo, para essas duas grandezas, foi de 4,27% e 4,83%, respectivamente, na situação analisada. Porém, para o mesmo caso, o fluxo de potência reativa em uma das chaves apresentou um erro de cerca de 31%. Para o sistema simulado, que usou medidas oriundas de um programa de fluxo de carga, no entanto, obteve-se um erro máximo de 4,21% para estimação de potência reativa. Portanto, a metodologia desenvolvida mostrou-se viável na determinação do estado da rede, contribuindo para erros de estimação menores que os obtidos em Monteiro (2010), no que se refere ao módulo de tensões e correntesCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro de Engenharias - CEUFERSAPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCruz, Melinda Cesianara Silva da05590713455http://lattes.cnpq.br/8555051036360867Moura, Adriano Aron Freitas de02458723373http://lattes.cnpq.br/7699437598190399Medeiros Júnior, Manoel Firmino de09615687472http://lattes.cnpq.br/4960078797028638Carneiro Filho, Hugo Luiz de Morais2022-04-29T14:34:27Z2019-05-222022-04-29T14:34:27Z2019-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCarneiro Filho (2019) (CARNEIRO FILHO, 2019)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6965porCARNEIRO FILHO, Hugo Luiz de Morais. Uma adaptação do estimador de estado trifásico para sistemas de distribuição de energia elétrica baseado no método da soma de potências. 2019. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2019.CC-BY-SAhttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.pt_BRinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2023-10-30T20:27:30Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/6965Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2023-10-30T20:27:30Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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