Simulador de medidas e estimador de estado trifásicos utilizando técnicas de desacoplamento

Abstract

Resumo: Este trabalho propõe o desenvolvimento de um simulador de medidas trifásico que possa ser aplicado a redes de transmissão e distribuição além da utilização de técnicas de desacoplamento aplicadas a um estimador de estado trifásico. Para tanto o trabalho apresenta inicialmente a formulação do fluxo de carga trifásico convencional monofásico, como também a técnica desacoplado rápido monofásico e por fim a modelagem trifásica de fluxo de carga desacoplado rápido. Este estudo justifica-se posteriormente em sua aplicação na elaboração do simulador de medidas. Em seguida é apresentada a modelagem convencional do estimador de estado, como também sua resolução através de diferentes métodos desacoplados. O simulador de medidas é uma ferramenta realizada em duas etapas: primeiro um fluxo de potência trifásico desacoplado rápido que processa os dados de entrada de um sistema, dando como resultados valores que serão utilizados como medidas perfeitas. A segunda etapa consiste na adição de erros a estas medidas, que conforme estudado no trabalho, podem ter diferentes classificações, porém o simulador propõe que sejam apenas ruídos convencionais. O fluxo de potência trifásico utilizado no simulador de medidas utiliza a normalização complexa, que permite o processamento de sistemas de distribuição e transmissão. O estimador de estados trifásicos utilizará de métodos de desacoplamento para processar estas medidas geradas pelo simulador, e desconsiderando as mútuas do sistema, é modelado como a junção de três sistemas independentes para cada fase. Para análise do desempenho do simulador e do estimador de estados, ambos são testados em sistemas de distribuição e transmissão. O simulador de medidas apresentou um resultado satisfatório para os dois tipos de sistema, e o estimador tem uma resposta melhor ao sistema de transmissão.

Abstract:This work proposes the development of a three-phase measures simulator that can be applied in transmission and distribution systems, and also the use of decoupling techniques applied for a three-phase state estimator. This work presents initially the formulation of a conventional single-phase load flow and of a single-phase fast decoupled, and the modeling of the three-phase fast decoupled load flow. This study is justified lately in the elaboration of the measures simulator. Later on, the conventional modeling of the state estimator is exposed, as also its resolution through different decoupled methods. The measures simulator is a two-steps tool: first a three-phase decoupled load flow that process the systems input data, being its result the values that will be used as perfect measures. The second step is the addition of errors in those measures, which can have different classifications, although the simulator does not use bad data, only regular errors. The three-phase load flow in the measures simulator uses complex normalization, allowing the process of distribution and transmission systems. The three-phase state estimator uses decoupled methods to process the measures generated by the system, disregarding mutual coupling, therefore analyzing each of the three phases independently. The measures simulator and state estimator performance analysis are made by distribution and transmission test-systems. The measures simulator presented a satisfactory result for both types of system, and the state estimator had a batter response to the transmission one.