Investigação do uso de diferentes modelos e métodos de solução de fluxo de potência no cálculo de perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bonadia, Rodrigo Santos, 1997-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642113
Resumo: Orientador: Fernanda Caseño Trindade Arioli
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spelling Investigação do uso de diferentes modelos e métodos de solução de fluxo de potência no cálculo de perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétricaInvestigation on the usage of different power flow solution models and methods for the calculation of technical losses in electric power distribution systemsFluxo de carga elétricaPerdas elétricasEnergia elétrica - DistribuiçãoElectrical load flowElectrical lossesElectric power - DistributionOrientador: Fernanda Caseño Trindade ArioliDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: O processo de cálculo de perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica possui grande importância do ponto de vista tarifário, gerencial e informacional. Sendo assim, realizar cálculos corretos, precisos e com baixo custo computacional é importante. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar diferentes modelos elétricos para os principais componentes das redes de distribuição para obter resultados mais fidedignos tendo-se como base os modelos atualmente empregados pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) no cálculo de perdas regulatório; e também comparar diferentes algoritmos de fluxo de carga no contexto de cálculo de perdas técnicas em redes de distribuição para verificar seus desempenhos em quesitos como convergência e tempo de execução. Do ponto de vista dos modelos elétricos, este trabalho analisa 1.277 circuitos de uma grande concessionária de distribuição brasileira para verificar o impacto de diferentes alterações nos modelos de diferentes elementos (cargas, linhas, resistências de aterramento, transformadores e capacitores) sobre as perdas técnicas dos circuitos. Resulta-se que determinadas alterações de modelo podem ter um impacto elevado nas perdas técnicas, mas podem exigir dados inviáveis para modelagem na prática; por outro lado, várias alterações podem causar impactos baixos nas perdas técnicas, tornando estas alterações desnecessárias. Notavelmente, há a exceção das reatâncias de magnetização dos transformadores, que ocasionam impacto alto sobre as perdas técnicas e podem ser modeladas facilmente, por exemplo, utilizando-se valores obtidos em norma. Do ponto de vista dos algoritmos de fluxo de carga, estudam-se o método Newton-Raphson por injeção de corrente e o Z-Bus/Gauss implícito em 38 alimentadores de uma grande concessionária de distribuição brasileira. Os resultados mostram que ambos convergem de forma satisfatória para os casos estudados, mas com o Z-Bus/Gauss implícito sendo muito mais rápido que o Newton-Raphson por injeção de corrente. Entretanto, faz-se necessário realizar mais estudos em circuitos com equipamentos controláveis (reguladores de tensão) para verificar se esta conclusão acerca do desempenho do Z-Bus/Gauss implícito permanece válida nestes casosAbstract: The process of calculating technical losses in electric power distribution systems is crucial from a tariff, management, and informational perspective. Thus, it is important to perform correct, accurate, and fast calculations. In this context, this work compares technical loss values obtained using different electrical models for the distribution network components, identifying the set of models that results in more reliable values compared with the case using the current models adopted by the Brazilian Electricity Regulatory Agency. It also compares different load flow methods in the context of technical losses calculation in distribution networks to verify their performance in aspects such as convergence and execution time. From the electrical models’ perspective, this work analyzes 1,277 circuits of a large Brazilian distribution utility to verify the impact of many changes in the models of several elements (loads, lines, grounding resistors, transformers, and capacitors) on the technical losses of the studied circuits. It turns out that many of the proposed changes can strongly impact technical losses; however, they may require hardly obtainable data, making it impractical. On the other hand, several of those changes can weakly impact technical losses, making these changes unnecessary. Notably, transformers’ magnetization reactance stands out as an exception because they strongly impact technical losses and can be easily modeled, for instance, using standard values. From the load flow methods’ perspective, the current-based Newton-Raphson method and the implicit Z-Bus/Gauss method are compared with simulations of 38 feeders of a large Brazilian distribution utility. The results show that both converge satisfactorily for the studied cases, but with the implicit Z-Bus/Gauss algorithm being much faster than the current-based Newton-Raphson algorithm. However, further studies on circuits with controlled equipment (voltage regulators) are necessary to verify whether this conclusion regarding the performance of the implicit Z-Bus/Gauss is restricted to these casesMestradoEnergia ElétricaMestre em Engenharia ElétricaCAPES001[s.n.]Arioli, Fernanda Caseño Trindade, 1984-Araújo, Débora Rosana Ribeiro Penido deRider Flores, Marcos JulioUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBonadia, Rodrigo Santos, 1997-20212021-08-06T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (135 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642113BONADIA, Rodrigo Santos. Investigação do uso de diferentes modelos e métodos de solução de fluxo de potência no cálculo de perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica. 2021. 1 recurso online (135 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642113. 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