Sintonia e alocação de controladores de sistemas de potência considerando o critério N-1 utilizando um algoritmo NSGA2 paralelizado

• Autor(a) principal: Mazucato Júnior, Sérgio Carlos
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27331
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Sistemas de energia elétrica - Estabilidade; Algoritmos; Sistemas de energia elétrica; Electric power system stability; Algorithms; Electric power systems

Sistemas elétricos de potência são frequentemente submetidos a perturbações causadas, por exemplo, por um aumento súbito de carga ou por um curto-circuito em uma linha de transmissão. Tais perturbações podem gerar oscilações eletromecânicas no sistema e consequentemente prejudicar seu funcionamento. Para reduzir estas oscilações, controladores de sistemas de potência podem ser utilizados. Dentre controladores de potência utilizados na indústria para o amortecimento de oscilações eletromecânicas, destaca-se o PSS (Power System Stabilizer), dispositivo capaz de aumentar a margem de estabilidade de um SEP (Sistema Elétrico de Potência) adicionando um sinal modulado através do sistema de controle da excitação. No entanto, somente sua adição não garante a estabilidade desejada a um sistema elétrico, sendo necessária uma sintonia adequada dos mesmos a fim de tornar o sistema robusto o suficiente frente a variações em seus pontos de operação. Esta proposta apresenta uma alternativa para alocação e sintonia de controladores PSS’s utilizando um algoritmo multiobjetivo baseado no algoritmo NSGA-II e considerando o critério N-1 estabelecido pelo ONS (Operador Nacional do Sistema). Para testar a eficiência do algoritmo proposto foi utilizado o sistema teste benchmark New England/New York, o qual possui 68 barras e 16 geradores. Para considerar de modo amplo o critério N-1, foi feita a remoção de cada uma das linhas, uma por vez, do sistema elétrico teste, originando diferentes pontos de operação através de mudanças na topologia do sistema. Em cada ponto de operação foram alteradas as características do sistema elétrico, um incremento de carga e uma redução, criando 3 novos pontos de operação para cada ponto original. O algoritmo proposto teve como objetivos encontrar as localizações dos controladores a serem inseridos e suas respectivas sintonias, fornecendo uma fronteira de Pareto para os objetivos propostos. Para esta tarefa, o algoritmo buscou soluções com número de controladores entre 6 e 16, ou seja, um espaço de busca discretizado com mais de 20 trilhões de possíveis soluções. Para a sintonia, o algoritmo buscou parâmetros adequados para todos os controladores utilizados, sintonizando os controladores para todos os pontos de operação considerados. Além disso, uma estrutura paralela do algoritmo é proposta para minimizar o tempo computacional. Os resultados foram analisados através da métrica hipervolume de desempenho e validados através simulações lineares e não lineares. Foi observado que o desempenho obtido foi satisfatório para ambos os objetivos, evidenciando a eficácia da técnica proposta. Desta maneira, um significativo ganho de produtividade pode ser atingido se o engenheiro responsável pelo projeto apenas supervisionar a execução do algoritmo, ao invés de efetuar todos os cálculos.