Desenvolvimento de modelo de fluxo de potência polar intervalar baseado na expansão da série de Taylor
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/8941 |
Resumo: | A análise de fluxo de potência, ao longo dos anos, tem sido uma ferramenta muito utilizada pelos engenheiros no planejamento e operação de sistemas elétricos de potência. Através do cálculo de fluxo de potência é possível determinar os fluxos nos ramos da rede e as tensões nas barras, dadas as condições de geração e de carga em estado permanente. Todavia, o constante crescimento do consumo de energia elétrica aliado a utilização de fontes intermitentes, juntamente com erro de medições; variação das cargas, variação das impedâncias de linha; entre outras; fazem com que dados de entrada incertos sejam observados. Sob tais condições, estudos específicos de fluxo de potência devem ser desenvolvidos no sentido de incorporar o efeito da incerteza dos dados de geração e carga na análise do fluxo de potência. Portanto, este trabalho desenvolve um modelo de fluxo de potência polar intervalar, com base na utilização da expansão da série de Taylor até a segunda ordem da série. Neste contexto, o método utiliza, além da matriz Jacobiana, a matriz Hessiana referente às equações do fluxo de potência. As incertezas em estudo são as potências ativa e reativa demandadas em cada barra. Esta técnica é incorporada ao fluxo de potência expresso em termos das equações tradicionais, com as tensões escritas em coordenadas polares. Simulações são conduzidas usando sistemas-testes brasileiros 9, 33 e 107 barras. Os resultados são comparados com a matemática intervalar; com o modelo de fluxo de potência retangular intervalar baseado na expansão completa da série de Taylor e com a Simulação de Monte Carlo. |
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Todavia, o constante crescimento do consumo de energia elétrica aliado a utilização de fontes intermitentes, juntamente com erro de medições; variação das cargas, variação das impedâncias de linha; entre outras; fazem com que dados de entrada incertos sejam observados. Sob tais condições, estudos específicos de fluxo de potência devem ser desenvolvidos no sentido de incorporar o efeito da incerteza dos dados de geração e carga na análise do fluxo de potência. Portanto, este trabalho desenvolve um modelo de fluxo de potência polar intervalar, com base na utilização da expansão da série de Taylor até a segunda ordem da série. Neste contexto, o método utiliza, além da matriz Jacobiana, a matriz Hessiana referente às equações do fluxo de potência. As incertezas em estudo são as potências ativa e reativa demandadas em cada barra. Esta técnica é incorporada ao fluxo de potência expresso em termos das equações tradicionais, com as tensões escritas em coordenadas polares. Simulações são conduzidas usando sistemas-testes brasileiros 9, 33 e 107 barras. Os resultados são comparados com a matemática intervalar; com o modelo de fluxo de potência retangular intervalar baseado na expansão completa da série de Taylor e com a Simulação de Monte Carlo.Power flow analysis, over the years, has been a tool widely used by engineers in electric power systems planning and operation. Based on power flow solution, it is possible to determine voltage magnitudes and angles at each bus, active and reactive flows for all the branches in steady state, once it is provided an operating point determined by scheduled load and generation data. However, due to the ever increasing of power energy consumption and the use of intermittent sources, uncertain input data are observed in practical situations. Thus, novel methodologies must be proposed for power flow algorithms in order to consider uncertainties over load and generation data. This work presents an interval power flow based on polar coordinates, using Taylor series expansion until the second order of the series. Within this context, the proposed method uses not only the Jacobian but also the Hessian matrix referring to the power flow equations. Uncertainties are considered for active and reactive load power at each bus of systems. This technique is incorporated into the power flow based on polar coordinates. Simulations are carried out using brazilian test systems 9, 33 and 107-bus . The results are compared with interval mathematics, with the interval rectangular power flow model based on the full Taylor series expansion and also with Monte Carlo Simulation.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Engenharia ElétricaUFJFBrasilFaculdade de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAFluxo de potênciaIncertezasSérie de TaylorSistemas elétricos de potênciaPower flowUncertaintiesTaylor seriesElectrical power systemsDesenvolvimento de modelo de fluxo de potência polar intervalar baseado na expansão da série de Taylorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFTEXTleticialacerdasantosdesousa.pdf.txtleticialacerdasantosdesousa.pdf.txtExtracted texttext/plain193https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/8941/3/leticialacerdasantosdesousa.pdf.txtd42b25ee2df20ca9363ec8938f097c28MD53THUMBNAILleticialacerdasantosdesousa.pdf.jpgleticialacerdasantosdesousa.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1137https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/8941/4/leticialacerdasantosdesousa.pdf.jpg663625579f2ce0eede360de5696f949aMD54ORIGINALleticialacerdasantosdesousa.pdfleticialacerdasantosdesousa.pdfapplication/pdf27869547https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/8941/1/leticialacerdasantosdesousa.pdf6b82e63f079280b9a3e9703ec3cb630aMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82197https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/8941/2/license.txt000e18a5aee6ca21bb5811ddf55fc37bMD52ufjf/89412019-06-17 03:16:23.623oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/8941TElDRU7vv71BIERFIERJU1RSSUJVSe+/ve+/vU8gTu+/vU8tRVhDTFVTSVZBCgpDb20gYSBhcHJlc2VudGHvv73vv71vIGRlc3RhIGxpY2Vu77+9YSwgdm9j77+9IChvIGF1dG9yIChlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvcikgY29uY2VkZSBhbyBSZXBvc2l077+9cmlvIApJbnN0aXR1Y2lvbmFsIGRhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRlIEp1aXogZGUgRm9yYSBvIGRpcmVpdG8gbu+/vW8tZXhjbHVzaXZvIGRlIHJlcHJvZHV6aXIsIHRyYWR1emlyIChjb25mb3JtZSBkZWZpbmlkbyBhYmFpeG8pLCBlL291IGRpc3RyaWJ1aXIgYSBzdWEgcHVibGljYe+/ve+/vW8gKGluY2x1aW5kbyBvIHJlc3VtbykgcG9yIHRvZG8gbyBtdW5kbyBubyBmb3JtYXRvIGltcHJlc3NvIGUgZWxldHLvv71uaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIGZvcm1hdG9zIO+/vXVkaW8gb3Ugdu+/vWRlby4KClZvY++/vSBjb25jb3JkYSBxdWUgbyBSZXBvc2l077+9cmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgSnVpeiBkZSBGb3JhIHBvZGUsIHNlbSBhbHRlcmFyIG8gY29udGXvv71kbywgdHJhbnNwb3IgYSBzdWEgcHVibGljYe+/ve+/vW8gcGFyYSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZh77+977+9by4gVm9j77+9IHRhbWLvv71tIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBvIFJlcG9zaXTvv71yaW8gSW5zdGl0dWNpb25hbCBkYSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBKdWl6IGRlIEZvcmEgcG9kZSBtYW50ZXIgbWFpcyBkZSB1bWEgY++/vXBpYSBkZSBzdWEgcHVibGljYe+/ve+/vW8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHNlZ3VyYW7vv71hLCBiYWNrLXVwIGUgcHJlc2VydmHvv73vv71vLiBWb2Pvv70gZGVjbGFyYSBxdWUgYSBzdWEgcHVibGljYe+/ve+/vW8g77+9IG9yaWdpbmFsIGUgcXVlIHZvY++/vSB0ZW0gbyBwb2RlciBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbu+/vWEuIFZvY++/vSB0YW1i77+9bSBkZWNsYXJhIHF1ZSBvIGRlcO+/vXNpdG8gZGEgc3VhIHB1YmxpY2Hvv73vv71vIG7vv71vLCBxdWUgc2VqYSBkZSBzZXUgY29uaGVjaW1lbnRvLCBpbmZyaW5nZSBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkZSBuaW5nde+/vW0uCgpDYXNvIGEgc3VhIHB1YmxpY2Hvv73vv71vIGNvbnRlbmhhIG1hdGVyaWFsIHF1ZSB2b2Pvv70gbu+/vW8gcG9zc3VpIGEgdGl0dWxhcmlkYWRlIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcywgdm9j77+9IGRlY2xhcmEgcXVlIG9idGV2ZSBhIHBlcm1pc3Pvv71vIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgYW8gUmVwb3NpdO+/vXJpbyBJbnN0aXR1Y2lvbmFsIGRhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRlIEp1aXogZGUgRm9yYSBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgbmVzdGEgbGljZW7vv71hLCBlIHF1ZSBlc3NlIG1hdGVyaWFsIGRlIHByb3ByaWVkYWRlIGRlIHRlcmNlaXJvcyBlc3Tvv70gY2xhcmFtZW50ZSBpZGVudGlmaWNhZG8gZSByZWNvbmhlY2lkbyBubyB0ZXh0byBvdSBubyBjb250Ze+/vWRvIGRhIHB1YmxpY2Hvv73vv71vIG9yYSBkZXBvc2l0YWRhLgoKQ0FTTyBBIFBVQkxJQ0Hvv73vv71PIE9SQSBERVBPU0lUQURBIFRFTkhBIFNJRE8gUkVTVUxUQURPIERFIFVNIFBBVFJPQ++/vU5JTyBPVSBBUE9JTyBERSBVTUEgQUfvv71OQ0lBIERFIEZPTUVOVE8gT1UgT1VUUk8gT1JHQU5JU01PLCBWT0Pvv70gREVDTEFSQSBRVUUgUkVTUEVJVE9VIFRPRE9TIEUgUVVBSVNRVUVSIERJUkVJVE9TIERFIFJFVklT77+9TyBDT01PIFRBTULvv71NIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0Hvv73vv71FUyBFWElHSURBUyBQT1IgQ09OVFJBVE8gT1UgQUNPUkRPLgoKTyBSZXBvc2l077+9cmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgSnVpeiBkZSBGb3JhIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUgKHMpIG91IG8ocykgbm9tZShzKSBkbyhzKSBkZXRlbnRvcihlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIGRhIHB1YmxpY2Hvv73vv71vLCBlIG7vv71vIGZhcu+/vSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHvv73vv71vLCBhbO+/vW0gZGFxdWVsYXMgY29uY2VkaWRhcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbu+/vWEuCg==Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2019-06-17T06:16:23Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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