Modelagem de redes no nível de subestação para estudos de fluxo de potência ótimo
Abstract
Resumo: A prática comum de análise de fluxos de potência, através de componentes de subestações, consiste em atribuir a diversos pontos do diagrama unifilar da subestação, que se deseja analisar, os valores obtidos em estudos convencionais de fluxo de carga, os quais consideram a modelagem barra-ramo. Em seguida, uma série de cálculos é realizada até que se obtenham as informações diretas através dos componentes da subestação, resultando para os analistas de sistemas elétricos de potência uma grande demanda de tempo. As experiências obtidas em estudos de estimação de estados evoluíram para a elaboração da modelagem no nível de subestação, a qual possibilita a obtenção de informações diretas sobre os componentes das subestações, sem a necessidade de procedimentos complementares. A técnica da modelagem no nível de subestação consiste em representar os ramos chaveáveis na formulação do problema. Os resultados satisfatórios alcançados em estudos de estimação de estados motivaram o desenvolvimento deste trabalho, cujo objetivo consiste na determinação de fluxos de potência em ramos chaveáveis baseado em um problema de fluxo de potência ótimo, modelado no nível de subestação, o qual otimiza os custos de geração de energia elétrica. A resolução do problema de fluxo de potência ótimo é realizada através do Método Primal Dual de Pontos Interiores, considerando os Modelos Linear e Não Linear da rede elétrica. Um roteiro com a descrição de todos os procedimentos necessários para a utilização do Método Primal Dual de Pontos Interiores consiste também em uma das contribuições deste trabalho, disponibilizando para estudantes de engenharia o detalhamento do conjunto de técnicas tradicionais que compõem o referido método. O resultado deste estudo é consolidado em uma ferramenta capaz de obter de maneira eficaz e sem grande demanda de tempo, otimizações físicas e operacionais de composições de subestações. Abstract: The common practice of power flow analysis through substation’s components consists in attributing values obtained from conventional power flow studies to several points of the substation single line diagram to be analyzed, which considers the modeling busbranch. After that, a series of calculations are performed until direct information through substation’s components is obtained, resulting to power flow system analyzers a great demand of time. The experiences obtained in state estimation studies evolved to the elaboration of modeling substation level, which enables to obtain direct information through substation components, without the necessity of complementary procedures. The modeling substation level technique represents the zero impedance branches at the formulation of the problem. The satisfactory results reached in state estimation studies motivated this work, whose objective consists in determining the power flow through short circuits based in optimal power flow calculations, considering modeling substation level. The solution of optimal power flow problems is performed through Primal-Dual Interior Points Method, considering Linear and Non Linear Models. A script with all the necessary procedures to use the Primal-Dual Interior Points Method consists in a contribution for this study too, offering to engineering students a detailing group of traditional techniques that compose the mentioned method. The result of this study is consolidated in a computational tool able to obtain, in an efficient way and without great demand of time, physical and operational optimizations from substation compositions
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- Teses & Dissertações [10016]