Estimação de estados para sistemas de distribuição emergentes

Abstract

Resumo: Com os avanços previstos no sistema elétrico de potência, os setores desse sistema sofrerão mudanças, e entende-se que o sistema de distribuição será o mais impactado. O processo de estimação de estados que, até então, não era necessário para sistemas de distribuição, torna-se uma importante ferramenta para monitoração e controle desses sistemas, exigindo o desenvolvimento ou a adaptação de um método eficaz. O presente trabalho busca então utilizar o estimador de estados desacoplado rápido e aplicar o conceito de normalização complexa por unidade, a fim de elevar a relação reatância sobre resistência (X/R) de um sistema de distribuição a valores característicos de sistemas de transmissão, permitindo o uso de um estimador de estados já existente na literatura. Dois sistemas-teste de distribuição (12 barras e 69 barras) foram analisados, buscando mostrar a importância e a viabilidade da normalização complexa no processo de estimação de estados. Diferentes condições de operação foram avaliadas a fim de incluir configurações fortemente malhadas e presença de geração distribuída, e atestar a efetividade do método considerando os avanços possíveis nos sistemas de distribuição. O estudo procura mostrar as vantagens da normalização complexa, além da possibilidade de adaptar programas já existentes de estimação de estados para sistemas de transmissão em sistemas de distribuição através da normalização de dados.

Abstract: With the advances provided to the electric power system, the sectors that system will change, and the distribution systems will be the most impacted. Until then, the state estimation process was not necessary for distribution systems, but it is becoming an important tool for monitoring and control of the distribution systems, requiring the development or adaptation of an effective method. The present work use the fast decoupled state estimator and apply the concept of complex normalization per unit in electrical distribution systems, to adequate the reactance per resistance ratio (X/R) of a distribution system to the same levels of transmission systems, allowing the use of a state estimator that already exists in the literature. Two test systems of distribution (12 and 69 bus) were analyzed, and attempt to show the importance and feasibility of complex normalization per unit in the state estimation process. Different operating conditions were evaluated to include strongly meshed configurations and distributed generation presence, to certify the effectiveness of the method, due the fact of the possible advances in distribution systems. The study seeks to show the advantages of the complex normalization per unit and the possibility to adapt existing transmission systems state estimators to distribution systems through normalization data.