Estimação de estados desacoplada para sistemas de distribuição e sistemas integrados T&D via método do Tableau Esparso de Hachtel

Abstract

Resumo: Em decorrência do aumento significativo de geração distribuída (GD) nos sistemas de distribuição e subtransmissão, novos desafios surgem na análise dos sistemas elétricos de potência, entre os quais se destaca a intensificação da interação entre os sistemas de transmissão e distribuição (T&D), decorrente do caráter cada vez mais ativo das redes de distribuição. Nesse contexto, este trabalho propõe uma metodologia para estimação de estados em sistemas T&D baseada em uma formulação restrita com informações a priori, solucionada pelo método do Tableau Esparso de Hachtel combinado a técnicas de desacoplamento, aliando a eficiência computacional e esta bilidade numérica. A abordagem emprega uma nova interpretação da normalização complexa por unidade (cpu), que possibilita a representação explícita de alimentadores ativos e o processamento conjunto dos subsistemas, mesmo diante de diferenças de parâmetros e níveis de relação X/R. Como contribuições complementares, este trabalho também apresenta um estimador de estados restrito desacoplado para sistemas de distribuição (SD) e a incorporação de uma estratégia processamento de erros gros seiros na estimação de estados irrestrita para SD baseada na extensão dos testes geométricos para os resíduos desacoplados. Tal estratégia de processamento de erros elimina a necessidade de sucessivas reestimações típicas de procedimentos tradicio nais, evidenciando a redução do esforço computacional. Para validar e demonstrar a eficiência e desempenho das metodologias propostas, rotinas computacionais foram implementadas e diversos testes e simulações conduzidos em diferentes SD e T&D, considerando a representação monofásica e trifásica da rede elétrica

Abstract: Due to the significant increase of distributed generation (DG) in distribution and sub transmission systems, new challenges have emerged in electric power system analysis, among which the intensification of the interaction between transmission and distribution (T&D) systems stands out, driven by the increasingly active nature of distribution net works. In this context, this work proposes a state estimation methodology for integrated T&D systems based on a constrained formulation with a priori information, solved through the Sparse Hachtel Tableau method combined with decoupling techniques, thus achieving both computational efficiency and numerical stability. The proposed approach employs a novel interpretation of complex per-unit (cpu) normalization, which enables the explicit representation of active feeders and the joint processing of subsystems, even in the presence of differences in parameters and X/R ratio levels. As comple mentary contributions, this work also presents a restricted decoupled state estimator for distribution systems (DS) and the incorporation of a gross error processing strat egy for unrestricted DS state estimation based on the extension of geometric tests to decoupled residuals. This error-processing strategy eliminates the need for succes sive re-estimations typically required by conventional procedures, thereby reducing the overall computational burden. To validate and demonstrate the effectiveness and performance of the proposed methodologies, computational routines were implemented and several tests and simulations were carried out on different DS and integrated T&D systems, considering both single-phase and three-phase network representations