Fluxo de potência ótimo trifásico

Abstract

Resumo: O crescimento da Geração Distribuída e das redes inteligentes afetaram a filosofia de planejamento e operação pela introdução de desbalanceamento e desequilíbrio das redes, requerendo o desenvolvimento de novas ferramentas computacionais para análise e operação das mesmas. Por isto, esta dissertação propõe a modelagem de um Fluxo de Potência Ótimo Trifásico que considere as impedâncias mútuas dos cabos, cuja função objetivo minimiza as perdas elétricas, que considera os limites operacionais de potência ativa e reativa do transformador da subestação das magnitudes de tensão nas barras; dos ajustes dos taps de reguladores de tensão e limites de transmissão de potência ativa utilizando a formulação linearizada. Os taps podem ser regulados de forma independente entre as fases, caso haja bancos de reguladores com comutadores de taps individuais, ou ajuste síncrono, caso haja regulador trifásico com um único comutador. O fasor tensão foi representado na forma retangular a fim de se obter ganhos de estabilidade numérica. Adotou-se o Método dos Pontos Interiores versão Primal-Dual para a resolução do problema, sendo o desempenho da formulação testada nos sistemas IEEE 34 barras e 123 Barras onde obteve-se um acréscimo nas perdas do sistema de aproximadamente 33% para o sistema 34 barras e 18% para o sistema 123 barras quando consideradas as impedâncias mútuas. No teste realizado considerando-se uma geração distribuída no sistema IEEE 34 barras houve uma redução significativa das perdas de aproximadamente 95%. Assim, esta formulação fornece uma ferramenta para análise dos impactos da geração distribuída e das impedâncias mútuas, cujos resultados são mais próximos do estado real da rede.

Abstract: The growth of distributed generation and smart grid affected the philosophy of planning and operation by introducing imbalance and imbalance networks, requiring the development of new computational tools for the analysis and operation of the same. Therefore, this paper proposes the modeling of a three-phase Optimal Power Flow to consider the mutual impedances of cables, whose objective function minimizes electrical losses, which considers the operational limits of active and reactive power transformer substation of voltage magnitudes at bars, the settings of the tap voltage regulators and transmission limits active power using the linearized formulation. The taps can be controlled independently among the phases, if any bank regulators with tap switches for individual adjustment or synchronous three-phase regulator if there is a single switch. The voltage phasor is represented in rectangular shape in order to gain numerical stability. We adopted the Interior Points Method version Primal-Dual to solve the problem and the performance of the formulation tested systems IEEE 34 bars and 123 bars where we obtained an increase in system losses of about 33% for the system 34 bars and 18% for the system 123 bars when considering the mutual impedances. Testing conducted considering a distributed generation system IEEE 34 bars there was a significant reduction in the loss of approximately 95%. Thus, this formulation provides a tool for analyzing the impacts of distributed generation and mutual impedances, whose results are closer to the actual state of the network.