Fluxo de potência trifásico desacoplado do rápido para análise unificada de sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica incluindo dispositivos de controle

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Portelinha, Renan Kovalczuk, 1989-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/73572
Resumo: Orientador: Prof Dr Odilon Luis Tortelli
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spelling Portelinha, Renan Kovalczuk, 1989-Lourenço, Elizete MariaUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaTortelli, Odilon Luis2022-03-22T19:44:22Z2022-03-22T19:44:22Z2021https://hdl.handle.net/1884/73572Orientador: Prof Dr Odilon Luis TortelliCoorientadora: Profª Drª Elizete Maria LourençoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa : Curitiba, 27/08/2021Inclui referências: p. 155-165Resumo: Este trabalho propõe o desenvolvimento métodos de cálculo de fluxo de potência trifásicos capazes de lidar com os avanços tecnológicos dos sistemas de potência contemporâneos e futuros ao tratar de maneira unificada os diferentes níveis de tensão da rede elétrica, seja entre sistemas de transmissão e distribuição ou entre redes primárias e secundárias de distribuição de energia elétrica. São apresentadas duas metodologias capazes de realizar esta análise integrada, ambas baseadas na aplicação de diferentes normalizações de dados para as distintas áreas dos sistemas interligados. Para tanto, a técnica de normalização por unidade complexa (cpu, do inglês complex per unit normalization) é utilizada para virtualmente ajustar a razão entre reatância e resistência (X/R) dos condutores das diferentes áreas do sistema, o que viabiliza a utilização do método Newton-Raphson desacoplado rápido trifásico para a solução do problema de fluxo de potência em redes de distribuição. O primeiro método proposto, denominado de fluxo de potência integrado com compensação fictícia, foi desenvolvido especificamente para análise de sistemas de transmissão e distribuição unificados e considera a aplicação da normalização por unidade convencional (pu) para o sistema de transmissão, enquanto aos sistemas de distribuição é aplicada a normalização cpu. A segunda proposta, denominada de fluxo de potência multinível, é mais abrangente e versátil pois sua aplicação não é limitada somente a análise de sistemas de transmissão e distribuição unificados, mas também pode ser aplicada para análise de redes primárias e secundárias de distribuição, ou entre quaisquer níveis distintos de tensão da rede elétrica. Neste trabalho também são propostas formulações inovadoras, associadas aos métodos propostos, para os principais dispositivos de controle de sistemas de potência e também expande a representação de ramos chaveáveis, como disjuntores e chaves seccionadoras, para a modelagem trifásica considerada. Resultados e simulações computacionais, conduzidas com diferentes sistemas e arranjos topológicos e operacionais, demonstram a efetividade das metodologias propostas, como capazes de viabilizar a eficiente aplicação do método desacoplado rápido em análises unificadas envolvendo qualquer segmentação da rede elétrica, qualificando-as como instrumentos de análise relevantes para o apoio aos desafios de planejamento e operação dos sistemas elétricos atuais.Abstract: This work proposes the development of three-phase power flow methods capable of dealing with the technological trends of contemporary and future power systems by analysing in a unified way different voltage levels of the electrical network, such as between transmission and distribution systems or between primary and secondary networks of the electric distribution network. Two distinct methodologies capable of performing this integrated analysis are presented, both based on the application of different data normalizations for distinct areas of the interconnected systems. To do so, the complex per unit normalization (cpu) technique is used to virtually adjust the reactance over resistance (X/R) ratio of conductors in different areas of the system, which allows the use of the three-phase Newton-Raphson fast decoupled method to solve the power flow problem in distribution networks. The first proposed method, called integrated power flow with virtual compensation, was developed specifically for unified transmission and distribution systems analysis and considers the application of conventional per unit (pu) normalization for the transmission system, while the cpu normalization is applied to distribution systems. The second proposal, called multilevel power flow, is broader than the first one because its application is not limited only to unified transmission and distribution systems analysis, but can also be applied to primary and secondary distribution networks analysis, or among any distinct voltage level networks. This work also proposes innovative formulations for power system’s main control devices, associated with the proposed methods, and also expands the representation of switchable branches, such as circuit breakers and disconnectors, for the considered three-phase modeling. Results and computational simulations were conducted with different systems and topological and operational arrangements, demonstrating the effectiveness of the proposed methodologies, capable of enabling the efficient application of the fast decoupled method in unified analyzes involving any segmentation of the electricity network, qualifying the proposed methods as relevant instruments to help solve the challenges of planning and operation analysis in current electrical systems.1 recurso online : PDF.application/pdfSistemas de energia eletricaEletronica de potenciaEnergia elétrica - DistribuiçãoEngenharia ElétricaFluxo de potência trifásico desacoplado do rápido para análise unificada de sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica incluindo dispositivos de controleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - RENAN KOVALCZUK PORTELINHA.pdfapplication/pdf19281658https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/73572/1/R%20-%20T%20-%20RENAN%20KOVALCZUK%20PORTELINHA.pdf00d29ff3aea98167746c28d852b95998MD51open access1884/735722022-03-22 16:44:22.253open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/73572Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082022-03-22T19:44:22Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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