Redução de ordem de modelos parametrizados com aplicações à análise de estabilidade eletromecânica a pequenos sinais em sistemas de potência
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| Data de Publicação: | 2019 |
| Tipo de documento: | Tese |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Repositório Institucional da UnB |
| Texto Completo: | https://repositorio.unb.br/handle/10482/38052 |
Resumo: | Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019. |
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Acle, Yussef Guardia IsmaelFreitas, Francisco Damasceno2020-06-17T21:56:21Z2020-06-17T21:56:21Z2020-06-172019-11-18ACLE, Yussef Guardia Ismael. Redução de ordem de modelos parametrizados com aplicações à análise de estabilidade eletromecânica a pequenos sinais em sistemas de potência. 2019. xxiv, 252 f., il. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/38052Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.Este trabalho propõe, detalha e investiga quatro abordagens para Redução de Ordem Paramétrica de Modelos (ROPM) de Sistema Elétrico de Potência (SEP) de grande porte, aplicadas em estabilidade eletromecânica a pequenos sinais . Cada abordagem é aplicada sobre um sistema na representação esparsa de sistema descritor com matriz jacobiana aumentada, resultando em um modelo de ordem reduzida (MOR) com acesso explícito a determinados parâmetros de interesse do sistema original de ordem completa (FOM). O método não-paramétrico de Truncamento Balanceado via SLRCF-ADI foi empregado como parte do método de ROPM proposto. A 1a abordagem proposta considera as matrizes de transformação de ordem, obtidas na ROM em determinada configuração de parâmetros, como constantes para gerar MORs em outros valores de parâmetros. A 2a abordagem retira do sistema FOM as equações associadas a Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP) e outros dispositivos, realiza a ROM e, em seguida, utiliza a metodologia proposta de ROPM para reacoplar estas equações ao MOR. A 3a abordagemé semelhante à 2a, porém retira do sistema apenas as equações que contém os parâmetros de interesse. A 4a abordagem associa equações de ramos em paralelo a equações que contenham parâmetros de interesse, realiza a ROM sem estes ramos paralelos, e os reacopla ao sistema reduzido. Testes foram efetuados em 3 modelos de grande porte de SEP buscando-se avaliar o desempenho de cada abordagem de ROPM em diferentes circunstâncias. As abordagens foram aplicadas em testes com variação paramétrica, no ajuste de ESPs via análise de lugar geométrico das raízes, na preservação de algumas nãolinearidades (incluindo atraso no tempo), na preservação de grandes subsistemas de geração-transmissão, etc. Apesar dosinfrutíferosresultadospara a 1a abordagem, as 2a, 3a e 4a abordagens apresentaram excelentes resultados quanto às suas capacidades de manter resposta em frequência, no tempo e estabilidade de seus modos muito próximos ao comportamento do sistema original FOM, a níveis de erro aceitáveis. Embora a 4a abordagem tenha apresentado melhor custo-benefício em algumas ocasiões, a 2a abordagem se destacou como a opção mais robusta, de mais fácil implementação, com menores ordens de redução, para um melhor desempenho dada variação paramétrica. Vale ressaltar que a metodologia proposta apresenta caráter bastante geral e, por isso, pode ser aplicável em diversos outros campos da engenharia, Física e Química.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).This work proposes and investigates four approaches for parametric model order reduction (PMOR) of large scale power system models used for small-signal stability. Each PMOR approach is determined considering a power system model based on a highly sparse descriptor system representation also known as unreduced Jacobian matrix approach. The problem formulation is established in such way to preserve explicit access to parameters of the original full order model (FOM) problem at the Reduced Order Model (ROM). Balanced Truncation via SLRCF-ADI method was employed as part of the proposed PMOR method. The 1st PMOR approach assumes that the transformation matrices used to determine the PMOR are constant, because they are computed for fixed parameters. Despite being constant, they are employed to compute MORs for a local parameter variation range. The 2nd approach considers that the equations associated with a given controller or device are removed from the FOM. Then a MOR is computed from the remaining FOM. After this step, theremoved equations arereincorporatedtothe ROM. The 3rd PMOR approach is similar to the second one; but it removes from the FOM only the equations that contain parameters of interest. The 4th approach associates parallel branches equations to those that contain only parameters of interest. MOR is computed without the parallel branches, which are finally recoupled to the ROM. Experiments were performed in 3 large-scale power system models in order to evaluate each PMOR approach performance. The approaches were employed for testing parametric variations, tuning Power System Stabilizer (PSS) via Root Locus analysis, preserving selected nonlinearities (including time delays), preserving giant generation subsystems, etc. Despite the 1st approach being unfruitful, the 2nd, 3rd and 4th PMOR approaches presented excellent performances regarding their capacity to maintain frequency and time responses and modal stability very close to the original FOM system behavior. Yet the 4th approach presented better solutions at few occasions during test results, the 2nd approach presented itself as the most robust, easy-toimplement option, requiring the lowest order of reduction, for the best performance regarding range of parameter changing. It is worth mentioning that the proposed PMOR method is conceived in a very general format, so it might be also applied to many other fields of Engineering, Physics and Chemistry.A 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/openAccessRedução de ordem de modelos parametrizados com aplicações à análise de estabilidade eletromecânica a pequenos sinais em sistemas de potênciaParameterized model order reduction with applications in small-signal electromechanical stability of power systemsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisRedução de ordem paramétricaTruncamento balanceadoAlternating Direction Implicit (ADI)porreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2019_YussefGuardiaIsmaelAcle.pdf2019_YussefGuardiaIsmaelAcle.pdfapplication/pdf21344644http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/38052/1/2019_YussefGuardiaIsmaelAcle.pdfa8c7025eb6514cd2234463af9c1e89eeMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain671http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/38052/2/license.txtbacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5MD52open access10482/380522023-07-07 18:09:51.114open accessoai:repositorio2.unb.br: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Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2023-07-07T21:09:51Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false |
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