Modelagem de transformadores reguladores de tensão com estimação de taps no estimador de estado baseado na matriz de admitância nodal
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE |
Texto Completo: | http://tede.unioeste.br/handle/tede/4924 |
Resumo: | This work presents the modeling of voltage regulator to enable the insertion of the tap positions as state variables in the Admittance Matrix based State Estimation method. The representation of the voltage regulators improves the network model and the quality of the state estimation. The Admittance Matrix based state estimation uses rectangular current equations on the formulation and rectangular voltage as state variables. This method can deal with radial and meshed grids and uses the classical nodal analysis for the solution process. The taps are implemented as continuous state variables increasing the state vector and the Jacobian matrix of the system. The adopted algorithm present three steps: initialization of the variables; state estimation and discretization of the taps. IEEE 34 and 123 node test feeders were used to analyze the performance of the method with the implementation of the voltage regulators. Analyzes were performed with the regulator tap positions as parameter and as state variables. It was verified that the error decreases significantly with the taps as state variables when is compared with the taps as parameters. It was also verified that the initial state of the taps, the different kinds of measurements and the redundancy adopted affect the number of iterations that the process needs to achieve the convergence, in addition to the quality of the estimation. It was noted that the method has advantages when dealing with absolute voltage measurements when compared to rectangular current measurements, which correspond to the main equations of the method. Therefore, this is a method with large application capacity in real distribution systems, as most of the available measurements are absolute voltage measurements. |
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The Admittance Matrix based state estimation uses rectangular current equations on the formulation and rectangular voltage as state variables. This method can deal with radial and meshed grids and uses the classical nodal analysis for the solution process. The taps are implemented as continuous state variables increasing the state vector and the Jacobian matrix of the system. The adopted algorithm present three steps: initialization of the variables; state estimation and discretization of the taps. IEEE 34 and 123 node test feeders were used to analyze the performance of the method with the implementation of the voltage regulators. Analyzes were performed with the regulator tap positions as parameter and as state variables. It was verified that the error decreases significantly with the taps as state variables when is compared with the taps as parameters. It was also verified that the initial state of the taps, the different kinds of measurements and the redundancy adopted affect the number of iterations that the process needs to achieve the convergence, in addition to the quality of the estimation. It was noted that the method has advantages when dealing with absolute voltage measurements when compared to rectangular current measurements, which correspond to the main equations of the method. Therefore, this is a method with large application capacity in real distribution systems, as most of the available measurements are absolute voltage measurements.Neste trabalho é apresentada a modelagem de transformadores reguladores de tensão para possibilitar a inserção da posição dos taps como variáveis de estado no método de Estimação de Estado baseado na Matriz de Admitância Nodal. A representação dos reguladores de tensão aprimora o modelo da rede melhorando a qualidade da estimação de estado. O método baseado na Matriz de Admitância Nodal utiliza equações de correntes complexas como base de sua formulação, e tensões complexas como variáveis de estado. O método é apto a lidar com redes radiais e malhadas e utiliza como processo de solução a análise nodal clássica. Os taps são implementados como variáveis de estado contínuas, levando a um incremento do vetor de estados e consequentemente ao aumento da matriz Jacobiana do sistema. O algoritmo adotado divide-se em três etapas: inicialização das variáveis, estimação de estado e discretização dos taps. Utilizou-se os sistemas teste IEEE 34 e 123 barras para analisar a eficácia do método com a implementação dos transformadores reguladores de tensão. Realizou-se análises referentes a estimação de estado com taps atribuídos como parâmetros e como variáveis de estado, em que verificou-se que o erro de estimação de estado diminui significativamente quando os taps são modelados como variáveis de estado quando comparado com a modelagem dos taps como parâmetros. Verificou-se também que o estado inicial dos taps, os tipos de medidas e a redundância adotada interfere na quantidade de iterações que o algoritmo necessita para atingir a convergência, além da qualidade da estimação de estado. Notou-se que o método possui vantagens ao lidar com medidas de módulo de tensão quando comparadas as medidas de corrente, que correspondem as equações principais do método, sendo assim, este é um método com ampla capacidade de aplicação em sistemas de distribuição reais, onde a maioria das medições disponíveis são desta natureza.Submitted by Wagner Junior (wagner.junior@unioeste.br) on 2020-09-14T14:18:48Z No. of bitstreams: 2 Elis_Regina_Zoche_2020.pdf: 2663041 bytes, checksum: 85a59aa539ff07cb45cb90f57c44b3a4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)Made available in DSpace on 2020-09-14T14:18:48Z (GMT). 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