Aplicação de redes neurais artificiais à análise de estabilidade de tensão no monitoramento de sistemas elétricos de potência
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Monografias da UFMT |
Texto Completo: | http://bdm.ufmt.br/handle/1/3759 |
Resumo: | In recent years, the large increase in demand for active power, associated with restrictions on the electrical system, makes it operate in conditions close to the operational limit, which may result in the inability to deal with voltage disturbances, making it instructive to the point of causing partial or total Blackouts. In this context, several methods have been combined to assess the voltage safety level in an electrical system in order to prevent trouble-free operation. However, these methods traditionally require a high computational effort. In view of this, the present work aims to collaborate with the development of an Artificial Neural Network (ANN) to assist in the operation of an electrical system, indicating to the operator, voltage stability indexes of all the system's load bus, with the great advantage of using the low computational effort. In order for the ANN to have good forecasting capacity, data such as inputs of system parameters, a methodology was also proposed in this work for the creation of operational points with the application of contingencies and calculation of their respective voltage stability indices in each load bus. The voltage stability index used in this work is based on the Jacobian matrix resulting from the Newton-Raphson Power Flow method, the determinant of the D' matrix. The results appreciated the efficiency of the standard model in estimating indices having as input only the voltage module and angle of the bars, presenting a fast execution. The results show that the ANN is able to deal with predictions of voltage stability indices with the aid of measuring devices, providing preventive actions to the operator. |
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Aplicação de redes neurais artificiais à análise de estabilidade de tensão no monitoramento de sistemas elétricos de potênciaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEstabilidade de tensãoSistema de energia elétricaRedes neurais artificiaisVoltage stabilityElectric power systemArtificial neural networksIn recent years, the large increase in demand for active power, associated with restrictions on the electrical system, makes it operate in conditions close to the operational limit, which may result in the inability to deal with voltage disturbances, making it instructive to the point of causing partial or total Blackouts. In this context, several methods have been combined to assess the voltage safety level in an electrical system in order to prevent trouble-free operation. However, these methods traditionally require a high computational effort. In view of this, the present work aims to collaborate with the development of an Artificial Neural Network (ANN) to assist in the operation of an electrical system, indicating to the operator, voltage stability indexes of all the system's load bus, with the great advantage of using the low computational effort. In order for the ANN to have good forecasting capacity, data such as inputs of system parameters, a methodology was also proposed in this work for the creation of operational points with the application of contingencies and calculation of their respective voltage stability indices in each load bus. The voltage stability index used in this work is based on the Jacobian matrix resulting from the Newton-Raphson Power Flow method, the determinant of the D' matrix. The results appreciated the efficiency of the standard model in estimating indices having as input only the voltage module and angle of the bars, presenting a fast execution. The results show that the ANN is able to deal with predictions of voltage stability indices with the aid of measuring devices, providing preventive actions to the operator.Nos últimos anos, o grande aumento da demanda de potência ativa, associado às limitações do sistema elétrico, o faz operar em condições próximas ao limite operacional, o que pode resultar na incapacidade em lidar com perturbações de tensão, tornando-o instável ao ponto de provocar Blackouts parciais ou totais. Neste contexto, diversos métodos foram desenvolvidos para avaliação do nível de segurança de tensão em um sistema elétrico de maneira a prevenir a operação instável. No entanto, estes métodos tradicionalmente requerem um alto esforço computacional. Diante disso, o presente trabalho tem por objetivo colaborar com o desenvolvimento de uma Rede Neural Artificial (RNA) para auxílio na operação de um sistema elétrico, indicando ao operador, índices de estabilidade de tensão de todos os barramentos de carga do sistema, com a grande vantagem de utilizar baixo esforço computacional. Para que a RNA tenha boa capacidade previsão, dadas as entradas de parâmetros do sistema, foi proposto neste trabalho também, uma metodologia para criação de pontos operacionais com aplicação de contingências e cálculo de seus respectivos índices de estabilidade de tensão em cada barra de carga. O índice de estabilidade de tensão utilizado neste trabalho se baseia na matriz jacobiana resultante do método de Fluxo de Potência por Newton-Raphson, o determinante da matriz D’. Os resultados obtidos mostraram a eficiência do modelo proposto em estimar índices tendo como entrada somente o módulo da tensão e ângulo das barras, apresentando uma rápida execução. Os resultados mostram que a RNA está apta a lidar com previsão de índices de estabilidade de tensão com o auxílio de dispositivos de medição, possibilitando ações preventivas ao operador.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilFaculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia (FAET)UFMT CUC - CuiabáEngenharia Elétrica - CUCPoma, Carlos Enrique Portugal600.161.903-43http://lattes.cnpq.br/4988995908190199Poma, Carlos Enrique Portugal600.161.903-43http://lattes.cnpq.br/4988995908190199Vasconcelos, Fillipe Matos dehttp://lattes.cnpq.br/4832215187384280Monteiro, Raul Vitor Arantes017.706.571-00http://lattes.cnpq.br/0979754533543060Fabris, João Vitor2023-12-19T18:11:11Z2023-08-082023-12-19T18:11:11Z2022-12-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/datasetFABRIS, João Vitor. Aplicação de redes neurais artificiais à análise de estabilidade de tensão no monitoramento de sistemas elétricos de potência. 2022. 71 f. 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