Modelagem de carga em sistemas de distribuição de energia elétrica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Josué Fernando Leal Granados
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/30194
Resumo: The present work consists in the determination of one load model that allows to calculate correctly of technical losses in electric energy distribution systems. The methodology presented for the calculation of technical losses adopted the standards established by the regulatory entity of the Brazilian electric sector. Currently, Brazilian energy companies perform the calculation of technical losses based on an established regulamentation by the Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). In the regulation a model of load ZIP is specified for the representation of all the loads of the system. Thus, this work has two main objectives: i) validating of the calculation of technical losses accordance to the ZIP loading model specified by ANEEL and ii) evaluation of the ZIP load model obtained after a metaheuristic optimization process. Initially, a methodology of load modeling is presented, the purpose of this methodology is to obtain accurate ZIP models of residential and commercial units of the Southeast region of Brazil. After that, the OpenDSS software is used to calculate the technical losses accordance to the models obtained from the modeling methodology, this software executes the power flow and calculates the exact technical losses of the distribution system. The procedure described above is used to generate a Benchmarking function, in which the exact solution of the technical losses accordance to known ZIP loading models is known. Then, an optimization methodology is presented to tackle the problem of load modeling. The methodology is based on a Genetic Algorithm (AG) that interacts with software OpenDSS. The problem is formulated as a mono-objective optimization witch restrictions, which aims at minimizing the error in the calculation of technical losses of the distribution system. This is possible using the Benchmarking function. Finally, the optimization methodology is applied in three distribution systems of different dimensions. In the performed tests different proportions of commercial and residential loads are considered. The results indicate that the optimization methodology obtains load models that improve the calculation of technical losses compared to the calculation obtained by the standard load model.
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Thus, this work has two main objectives: i) validating of the calculation of technical losses accordance to the ZIP loading model specified by ANEEL and ii) evaluation of the ZIP load model obtained after a metaheuristic optimization process. Initially, a methodology of load modeling is presented, the purpose of this methodology is to obtain accurate ZIP models of residential and commercial units of the Southeast region of Brazil. After that, the OpenDSS software is used to calculate the technical losses accordance to the models obtained from the modeling methodology, this software executes the power flow and calculates the exact technical losses of the distribution system. The procedure described above is used to generate a Benchmarking function, in which the exact solution of the technical losses accordance to known ZIP loading models is known. Then, an optimization methodology is presented to tackle the problem of load modeling. The methodology is based on a Genetic Algorithm (AG) that interacts with software OpenDSS. The problem is formulated as a mono-objective optimization witch restrictions, which aims at minimizing the error in the calculation of technical losses of the distribution system. This is possible using the Benchmarking function. Finally, the optimization methodology is applied in three distribution systems of different dimensions. In the performed tests different proportions of commercial and residential loads are considered. The results indicate that the optimization methodology obtains load models that improve the calculation of technical losses compared to the calculation obtained by the standard load model.O presente trabalho consiste na determinação de um modelo de carga que permita calcular corretamente as perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica do Brasil. Dessa maneira, a metodologia apresentada para o cálculo das perdas técnicas adotou as normas estabelecidas pelo órgão regulatório do setor elétrico brasileiro. Atualmente, as concessionárias de energia brasileiras executam o cálculo das perdas técnicas conforme a regulamentação estabelecida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Na regulamentação é especificado um modelo de carga ZIP para a representação de todas as cargas do sistema. Assim, este trabalho tem dois objetivos principais: i) validar o cálculo das perdas técnicas conforme o modelo de carga ZIP especificado pela ANEEL e ii) avaliar um modelo de carga ZIP obtido após de um processo de otimização meta-heurístico. Inicialmente, uma metodologia de modelagem de cargas é apresentada, o propósito dessa metodologia é obter modelos ZIP exatos de unidades residenciais e comerciais da região Sudeste do Brasil. Em seguida, são calculadas as perdas técnicas conforme os modelos obtidos da metodologia de modelagem, para isso usa-se o software OpenDSS, o qual executa o fluxo de potência e calcula as perdas técnicas exatas do sistema de distribuição. O procedimento descrito acima é usado para gerar uma função de Benchmarking, na qual se conhece a solução exata das perdas técnicas em função de modelos de carga ZIP conhecidos. Em segundo lugar, é exposta uma metodologia de otimização para abordar o problema de modelagem de carga. A metodologia é baseada em um Algoritmo Genético (AG) que interage com o software OpenDSS. O problema de otimização é formulado como mono-objetivo restrito, que visa minimizar o erro quadrático do cálculo das perdas técnicas do sistema de distribuição. Por fim, a metodologia desenvolvida é aplicada em três sistemas de distribuição de diferentes dimensões. Nos testes realizados são consideradas diferentes proporções de carregamento comercial e residencial. Os resultados indicam que a metodologia de otimização obtém modelos de carga que conseguem uma melhoria no cálculo das perdas técnicas comparado com o cálculo obtido pelo modelo de carga padrão, isto é, o modelo sugerido pelo órgão regulador.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisUniversidade Federal de Minas GeraisBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGJoão Antônio de Vasconceloshttp://lattes.cnpq.br/8199384500642892João Antônio de VasconcelosWadaed Uturbey da CostaCarlos Henrique Nogueira de Resende BarbosaJosué Fernando Leal Granados2019-10-08T15:55:44Z2019-10-08T15:55:44Z2018-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1843/30194porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMG2019-11-14T15:42:49Zoai:repositorio.ufmg.br:1843/30194Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2019-11-14T15:42:49Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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