Impactos do congelamento da matriz jacobiana no método Heun-King-Werner para fluxo de carga aplicado a sistemas de potência de grande porte

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Laice Neves de
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/43130
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2021.
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No entanto, a sua aplicação pressupõe a avaliação e fatoração LU de duas matrizes jacobianas por iteração para obter a solução do PFC. Este fato corresponde a uma sobrecarga computacional extra em relação ao método de Newton-Raphson (NR), especialmente para sistemas de grande porte. Dessa forma, as abordagens propostas, denominadas HKW-1 e HKW-2, buscam melhorar o desempenho computacional do HKW. Consequentemente, visam reduzir o número necessário de fatorações LU da matriz jacobiana por iteração, sem prejudicar a robustez do método original. A primeira abordagem, HKW-1, consiste no cálculo e fatoração de somente uma matriz jacobiana por iteração. O HKW-2, por sua vez, propõe a utilização apenas da matriz jacobiana de uma dada iteração, e mantida congelada para as demais iterações. Em geral este congelamento ocorre já a partir da primeira iteração. Com estas modificações, busca-se obter uma redução do esforço computacional do método, sendo refletido, portanto, na diminuição do tempo médio gasto para a solução do PFC. A formulação básica dos métodos é implementada realizando-se modificações no aplicativo MATPOWER e o desempenho das abordagens propostas é avaliado para uma variedade de sistemas-teste, incluindo um sistema de 70.000 barras. Os resultados obtidos revelam que, em comparação com o método tradicional de NR e outros métodos baseados em NC, as abordagens propostas são eficientes para cálculos envolvendo sistemas de grande porte e podem ser ferramentas eficazes para solucionar sistemas mal-condicionados. Além de contribuírem para a redução significativa do esforço computacional empregado pelo método original de Heun-King-Werner.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).This work presents approaches for calculating the solution of the Power Flow Problem (PFP) based on continuos Newton’s (CN) philosophy. Two approaches for the Heun-KingWerner (HKW) method are proposed with the aim of verifying the impacts and benefits of the Jacobian’s matrix freezing applied to realistic large-scale power systems. The HKW method works naturally as a robust method for ill-conditioned systems and as a similar method for high-order Newton method in well-posed cases. However, the method requires the LU evaluation and factorization of two Jacobian matrices per iteration to obtain the PFP solution. This process corresponds to an extra computational overhead compared to the classical NewtonRaphson (NR) method, especially for large-scale systems. Thus, the approaches proposed in this work, called HKW-1 and HKW-2, aims to improve the computational performance of the HKW, while reducing the necessary number of LU factorizations of the Jacobian matrix per iteration, without harming the robustness of the method. The first approach, HKW-1, consists of calculating and factoring only one Jacobian matrix per iteration. The HKW-2, in turn, proposes to freeze the Jacobian matrix calculated in a given iteration of the original HKW method. The proposed modifications intends to generate a reduction of the computational burden of the method, being reflected, therefore, in the decrease of the average time spent for the solution of the PFP. The basic formulation of the methods is implemented by making changes on the MATPOWER tool and the performance of the proposed approaches is evaluated for a variety of test systems, including a 70,000-bus system. The results obtained reveal that, in comparison with the traditional NR method and other methods based on CN, the proposed approaches are efficient. This is valid for calculations involving largescale systems and can be an effective tool to solve ill-conditioned systems. In addition to contributing to a significant reduction in the computational cost demanded by the original Heun-King-Werner method.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaFreitas, Francisco DamascenoOliveira, Laice Neves de2022-03-25T19:19:10Z2022-03-25T19:19:10Z2022-03-252021-12-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA. Laice Neves de. Impactos do congelamento da matriz jacobiana no método Heun-King-Werner para fluxo de carga aplicado a sistemas de potência de grande porte. 2021. xii, 68 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/43130A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-03-01T16:01:16Zoai:repositorio.unb.br:10482/43130Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-03-01T16:01:16Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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