Fluxo de potência ótimo trifásico multiperíodo aplicado a redes de distribuição

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Baran Junior, Antonio Rubens, 1986-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/69185
Resumo: Orientadora: Prof.a Dr.a Thelma Solange Piazza Fernandes
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spelling Baran Junior, Antonio Rubens, 1986-Fernandes, Thelma Solange PiazzaUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica2021-06-23T23:14:38Z2021-06-23T23:14:38Z2020https://hdl.handle.net/1884/69185Orientadora: Prof.a Dr.a Thelma Solange Piazza FernandesTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa : Curitiba, 19/06/2020Inclui referênciasResumo: As redes ativas de distribuição e desbalanceadas devem operar adequadamente a geração distribuída, resposta da demanda, equipamentos de armazenamento de energia e penetração de veículos elétricos. Para diferentes níveis de carga e diferentes recursos distribuídos de energia, um importante requisito operacional é a manutenção do perfil de tensão dentro de limites padronizados. Para tanto, essa tese propõe um Fluxo de Potência Ótimo Trifásico Multiperíodo (FPOTM) que planeja a regulação de tensão de redes de distribuição ativas, desbalanceadas e que são submetidas a diferentes cenários operacionais. Esse FPOTM encontra pontos de operação viáveis através de ajustes de taps de reguladores de tensão e de transformadores de distribuição, além de dimensionar banco de capacitores aderentes aos taps ajustados. A característica diferenciadora dessa formulação é que, além do ajuste tradicional dos reguladores de tensão de uma rede ativa trifásico, ela também ajusta os taps de transformadores de distribuição e dimensiona potência reativa injetada por bancos de capacitores. Para o ajuste dos taps, utilizase a representação dos transformadores de distribuição pelo modelo de injeção de potência, de modo a atender simultaneamente vários cenários de carga e geração distribuída. O problema de otimização é resolvido pelo Método dos Pontos Interiores versão Primal-Dual. A validação dos resultados é feita comparando os resultados obtidos pelo FPOTM proposto com os obtidos por um Fluxo de Potência Ótimo Trifásico Parametrizado. O sistema IEEE-34 barras é usado para ilustrar dimensionamento dos bancos de capacitores, em que é possível analisar a influência que os bancos capacitores com valores de susceptância capacitiva diferentes entre as fases tem na regulação do desequilíbrio de tensão. Os sistemas IEEE-123 barras e 90 barras são usados para ilustrar os ajustes dos taps dos transformadores de distribuição (FD), sendo que o modelo FPOTM ajusta os taps dos TDs satisfazendo vários patamares de cargas, de insolação e penetração da geração fotovoltaica (GFV). Já o FPOTP atua de forma positiva na minimização do desequilíbrio de tensão entre as fases e no despacho de reativo da GFV. Outro ganho perceptível no sistema, comparando-se os transformadores de distribuição com seus taps ajustados contra TAPs no valor nominal, é a redução das perdas totais do sistema. A formulação proposta mostrou-se uma importante ferramenta de planejamento e análise para sistemas de distribuição. Palavras-chave: Fluxo de Potência Ótimo Trifásico Multiperíodo. Redes de distribuição. Transformadores de distribuição. Banco capacitores. Regulador de tensão.Abstract: Active and unbalanced distribution networks must operate distributed generation, demand response, energy storage equipment and electric vehicle penetration properly. For different load levels and different distributed energy resources, an important operational requirement is to maintain the voltage profile within standard limits. To this end, this thesis proposes a Multiperiod Optimal Three-Phase Power Flow (FPOTM) that plans the voltage regulation of active, unbalanced distribution networks that are subjected to different operational scenarios. This FPOTM finds viable operating points through adjustments of taps of voltage regulators and distribution transformers and measures reactive power injected by capacitor banks. The differentiating characteristic of this formulation is that, in addition to the traditional adjustment of the voltage regulators of a three-phase active network, it also adjusts the taps of distribution transformers and dimension reactive power injected by capacitor banks. For the taps adjustment, the representation of the distribution transformers uses the power injection model that simultaneously meet various scenarios of load and distributed generation. The optimization problem is solved by the Primal-Dual version Interior Points Method. The validation of the results is done by comparing the results obtained by the proposed FPOTM with those obtained by an a Parametric Optimal Three-Phase Power Flow. The IEEE-34 bus system is used to illustrate the design of capacitor banks, in which it is possible to analyze the influence that capacitor banks with different capacitive susceptibility values between phases have on the regulation of voltage imbalance. The IEEE-123 bus and 90 bus systems are used to illustrate the tap settings of the distribution transformers (DT), being that the FPOTM model adjusts the taps of the DTs to satisfy various levels of loads, insolation and penetration of the photovoltaic generation (GFV ). The FPOTP acts positively in minimizing the voltage imbalance between the phases and in the GFV reactive dispatch. Another noticeable gain in the system, comparing the distribution transformers with their taps adjusted against taps at nominal value, is the reduction of the total losses of the system. The proposed formulation proved to be an important planning and analysis tool for distribution systems. Keywords: Optimal Three-phase Multi-period Power Flow. Distribution networks. Distribution transformers. Capacitor bank. Voltage regulator.1 arquivo ([252] p.) : il. (algumas color.).application/pdfEnergia elétrica - DistribuiçãoSistemas de energia eletrica - AnáliseRedes eletricasTransformadores eletricosEngenharia ElétricaFluxo de potência ótimo trifásico multiperíodo aplicado a redes de distribuiçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - ANTONIO RUBENS BARAN JUNIOR.pdfapplication/pdf19164409https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/69185/1/R%20-%20T%20-%20ANTONIO%20RUBENS%20BARAN%20JUNIOR.pdf4f81290151be1cf361e853138147cf05MD51open access1884/691852021-06-23 20:14:38.779open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/69185Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082021-06-23T23:14:38Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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