Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kume, Guilherme Yuji
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-16062023-102649/
Resumo: O controle e a supervisão dos Sistemas de Distribuição (SDs) vêm sendo amplamente aprimorados devido ao aumento da complexidade na operação da rede, principalmente pela penetração da Geração Distribuída (GD). Porém, um dos desafios encontrado é a localização, de maneira rápida e precisa, das faltas na rede, de modo a não ultrapassar os limites relacionados aos indicadores de qualidade do serviço estabelecido pelos órgãos regulamentadores. Nesse contexto, esta pesquisa propõe uma metodologia para localização de faltas em SDs radiais. Para tanto, foi utilizada a localização do defeito por meio do cálculo da impedância aparente, técnica amplamente empregada no sistema de transmissão. Ademais, foi proposta uma melhoria na convergência do método, além redução da múltipla estimação intrínseca da metodologia. A mitigação do problema é realizada por meio do Estimador de Estado baseado em Correntes (EEC), em que as variáveis de estado são as correntes nos ramos e, por meio da avaliação dos resíduos normalizados das medidas, simulados a partir de cenários hipotéticos dos possíveis locais da falta, identifica-se o correto local. Os resultados foram avaliados em um sistema real com 135 barras e se mostraram promissores. As variações na resistência, distância e o tipo de falta não afetaram no desempenho do algoritmo. Já a alocação de medidores, bem como os testes de sensibilidade impactaram na precisão do algoritmo. Sendo assim, um conjunto de soluções foi apresentado, visando filtrar os possíveis locais do defeito, advindo do método da impedância. Para tanto, foi realizada uma classificação, por ordem de maior probabilidade de ocorrência da falta, a partir da métrica adotada. Dessa forma, a metodologia desenvolvida se mostrou promissora para ser aplicada em redes de distribuição com geradores distribuídos.
id USP_313134a9b6a8f8bbabf106d4052e1eb1
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-16062023-102649
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétricaState estimation for reduce multiple fault locations in the electrical distribution systemsdistribution systemsestimação de estadofault locationlocalização de faltasredução da múltipla estimaçãoreduction of multiple estimationsistemas de distribuição de energia elétricastate estimationO controle e a supervisão dos Sistemas de Distribuição (SDs) vêm sendo amplamente aprimorados devido ao aumento da complexidade na operação da rede, principalmente pela penetração da Geração Distribuída (GD). Porém, um dos desafios encontrado é a localização, de maneira rápida e precisa, das faltas na rede, de modo a não ultrapassar os limites relacionados aos indicadores de qualidade do serviço estabelecido pelos órgãos regulamentadores. Nesse contexto, esta pesquisa propõe uma metodologia para localização de faltas em SDs radiais. Para tanto, foi utilizada a localização do defeito por meio do cálculo da impedância aparente, técnica amplamente empregada no sistema de transmissão. Ademais, foi proposta uma melhoria na convergência do método, além redução da múltipla estimação intrínseca da metodologia. A mitigação do problema é realizada por meio do Estimador de Estado baseado em Correntes (EEC), em que as variáveis de estado são as correntes nos ramos e, por meio da avaliação dos resíduos normalizados das medidas, simulados a partir de cenários hipotéticos dos possíveis locais da falta, identifica-se o correto local. Os resultados foram avaliados em um sistema real com 135 barras e se mostraram promissores. As variações na resistência, distância e o tipo de falta não afetaram no desempenho do algoritmo. Já a alocação de medidores, bem como os testes de sensibilidade impactaram na precisão do algoritmo. Sendo assim, um conjunto de soluções foi apresentado, visando filtrar os possíveis locais do defeito, advindo do método da impedância. Para tanto, foi realizada uma classificação, por ordem de maior probabilidade de ocorrência da falta, a partir da métrica adotada. Dessa forma, a metodologia desenvolvida se mostrou promissora para ser aplicada em redes de distribuição com geradores distribuídos.Control and supervision of Distribution Systems (DSs) are improving due to the increased complexity of network operation, mainly by the penetration of Distributed Generation (DG). However, one of the challenges encountered is to quickly and accurately locate the network faults not to exceed the limits related to the quality of service indicator established by the regulatory agency. Therefore, this research proposes a fault location method for the distribution systems. The technique applied is impedance-based, widely used in transmission systems. Besides, an improvement in the technique\'s convergence and reduced the methodology\'s multiple estimations problem are performed. The problem is mitigated using the Current-Based State Estimator. The state variables are the currents in the branches. The correct fault location identification is through an evaluation of the measurements normalized residuals, simulated from hypothetical scenarios of the possible fault locations, the correct location of the fault. The results were evaluated for the real system with 135 buses and proved to be promising. Variations in resistance, distance, and the type of fault did not affect the algorithm\'s performance. The allocation of meters and sensitivity tests had an impact on the accuracy of the algorithm. Thus, based on the adopted metric, a classification was carried out to the highest probability of occurrence of the fault and, then, the identification of short-circuit location. Therefore, the developed methodology can be applied to distribution systems with particular characteristics.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAsada, Eduardo NobuhiroKume, Guilherme Yuji2020-12-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-16062023-102649/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-06-19T12:34:30Zoai:teses.usp.br:tde-16062023-102649Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-06-19T12:34:30Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
State estimation for reduce multiple fault locations in the electrical distribution systems
title Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
spellingShingle Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
Kume, Guilherme Yuji
distribution systems
estimação de estado
fault location
localização de faltas
redução da múltipla estimação
reduction of multiple estimation
sistemas de distribuição de energia elétrica
state estimation
title_short Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
title_full Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
title_fullStr Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
title_full_unstemmed Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
title_sort Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
author Kume, Guilherme Yuji
author_facet Kume, Guilherme Yuji
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Asada, Eduardo Nobuhiro
dc.contributor.author.fl_str_mv Kume, Guilherme Yuji
dc.subject.por.fl_str_mv distribution systems
estimação de estado
fault location
localização de faltas
redução da múltipla estimação
reduction of multiple estimation
sistemas de distribuição de energia elétrica
state estimation
topic distribution systems
estimação de estado
fault location
localização de faltas
redução da múltipla estimação
reduction of multiple estimation
sistemas de distribuição de energia elétrica
state estimation
description O controle e a supervisão dos Sistemas de Distribuição (SDs) vêm sendo amplamente aprimorados devido ao aumento da complexidade na operação da rede, principalmente pela penetração da Geração Distribuída (GD). Porém, um dos desafios encontrado é a localização, de maneira rápida e precisa, das faltas na rede, de modo a não ultrapassar os limites relacionados aos indicadores de qualidade do serviço estabelecido pelos órgãos regulamentadores. Nesse contexto, esta pesquisa propõe uma metodologia para localização de faltas em SDs radiais. Para tanto, foi utilizada a localização do defeito por meio do cálculo da impedância aparente, técnica amplamente empregada no sistema de transmissão. Ademais, foi proposta uma melhoria na convergência do método, além redução da múltipla estimação intrínseca da metodologia. A mitigação do problema é realizada por meio do Estimador de Estado baseado em Correntes (EEC), em que as variáveis de estado são as correntes nos ramos e, por meio da avaliação dos resíduos normalizados das medidas, simulados a partir de cenários hipotéticos dos possíveis locais da falta, identifica-se o correto local. Os resultados foram avaliados em um sistema real com 135 barras e se mostraram promissores. As variações na resistência, distância e o tipo de falta não afetaram no desempenho do algoritmo. Já a alocação de medidores, bem como os testes de sensibilidade impactaram na precisão do algoritmo. Sendo assim, um conjunto de soluções foi apresentado, visando filtrar os possíveis locais do defeito, advindo do método da impedância. Para tanto, foi realizada uma classificação, por ordem de maior probabilidade de ocorrência da falta, a partir da métrica adotada. Dessa forma, a metodologia desenvolvida se mostrou promissora para ser aplicada em redes de distribuição com geradores distribuídos.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-12-08
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-16062023-102649/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-16062023-102649/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815257073072472064