Metodologia estocástica para avaliação da operação de sistemas de distribuição de energia elétrica

• Autor(a) principal: Finck, Eduardo Santos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/258321
• topic: Energia elétrica : Distribuição; Modelos estocásticos; Monte Carlo simulation; Probabilistic power flow; Voltage regulation; Volt-var Control

Este trabalho tem por objetivo desenvolver uma metodologia estocástica para avaliação da operação de sistemas de distribuição de energia elétrica (SDEE). Neste Estudo, aplica-se a Simulação Monte Carlo (SMC) ao Sistema de 23 Barras, no qual são considerados dispositivos de controle volt-var, tal como bancos de capacitores fixos e automáticos, e reguladores de tensão. Para realizar a SMC, são modelados dois sistemas: um sistema determinístico e um estocástico. O sistema determinístico é o Sistema 23 Barras, o qual recebe curvas de carga e geração nodais de um dia para realizar cálculos de fluxo de potência e obter valores de saída (indicadores operacionais de interesse da rede). O sistema estocástico é modelado para que sejam sintetizadas curvas de carga e de geração nodais para cada dia da semana de maneira correlacionada e aleatória. O conjunto de curvas de carga e geração nodais dos 7 dias configura uma amostra da SMC (uma semana sintética) e é utilizado como entrada do sistema determinístico. A partir de uma amostra, fluxos de potência são calculados por meio do software OpenDSS a fim de obter, para cada dia, os indicadores de interesse em base diária. Os indicadores de interesse escolhidos são perdas de energia anual e violações de tensão nodais anual. Dessa forma, uma vez obtidos os indicadores para os 7 dias da amostra, eles são integralizados em base anual de acordo com a ocorrência dos dias no ano de 2017. Os dados de consumo são sintetizados com a ferramenta Load Profile e dados de geração são sintetizados a partir da ferramenta Renewable Ninja. Cada iteração da SMC corresponde a obter os indicadores de interesse em base anual para uma amostra, bem como os estados horários dos dispositivos volt-var e os valores horários de tensão e corrente para todos os dias. Esse processo é realizado até se atingir a convergência da SMC. Uma vez atingida a convergência, obtém-se valores estatísticos de tensão, violação de tensão, tap do regulador de tensão, corrente e perdas. Esses valores são analisados comparando com os valores de estudos passados, os quais foram obtidos utilizando cenários de carga e geração médios criados através do algoritmo K-means clustering aplicado aos mesmos dados de consumo e geração sintetizados. Os valores estatísticos são analisados também de modo a avaliar como os dispositivos reguladores operam quando submetidos a diferentes níveis de estresse de carga/geração sintetizados.