Análise de controladores D-FACTS na operação de sistemas ativos de distribuição

Abstract

Resumo: Este trabalho propõe a análise dos benefícios de dispositivos D-FACTS em regime permanente, bem como adaptar as ferramentas de análise de fluxo de potência Desacoplado Rápido para a inclusão desses dispositivos e, a partir disso, testar e avaliar o desempenho da nova metodologia considerando diferentes condições topológicas e operativas de redes de distribuição. Para tanto, neste trabalho, apresenta-se inicialmente a formulação convencional do fluxo de potência para redes de distribuição, assim como a sua solução pelo método desacoplado rápido. Para que o método desacoplado rápido possa ser utilizado em redes de distribuição é utilizada a técnica de normalização por unidade complexa, que emprega uma base de potência com valor complexo, sendo capaz de ajustar artificialmente a relação entre resistência (R) e reatância (X) das linhas do sistema de distribuição. Assim, o método desacoplado rápido para solução do fluxo de potência pode ser aplicado em sistemas de distribuição com baixas relações X/R. É apresentada a formulação e as características dos controladores FACTS e DFACTS, com ênfase nos controladores shunt, com foco no controle de tensão. , cujos modelos são incluídos e adaptados à metodologia de cálculo de fluxo de potência desacoplado rápido. Os resultados obtidos com simulações realizadas com dois sistemas de distribuição atestam o bom desempenho computacional da metodologia proposta, que permite avaliar a ação dos controladores na melhoria do perfil de tensão da rede de distribuição operando com diferentes arranjos topológicos, incluindo elevada participação de geração distribuída. Palavras-chave: D-FACTS. FACTS. Normalização Complexa. Método Desacoplado Rápido. Sistema de Distribuição.

Abstract: This master thesis analyze the benefits of D-FACTS devices in steady state, as well as to adapt the fast decoupled power flow analysis tools to include these devices and, from this, to test and evaluate the performance of the new methodology considering different topological and operative conditions of distribution networks. Therefore, in this work, it is initially presented the conventional power flow formulation for distribution networks, as well as its solution by the fast decoupled method. For the fast decoupled method to be used in distribution networks, the complex unit normalization technique, which employs a complex value power base, is applied once it artificially adjust the relationship between resistance (R) and reactance (X). of the distribution system lines. Thus, the fast decoupled method for power flow solution can be used in distribution systems with high R / X ratios. The formulation and characteristics of the FACTS and D-FACTS controllers are presented, with emphasis on shunt controllers, focusing on voltage control, whose models are included and adapted to the fast decoupled power flow calculation methodology. The results obtained with simulations performed with two distribution systems attest to the good computational performance of the proposed methodology, which allows to evaluate the action of the controllers in the improvement of the voltage profile of the distribution network operating with different topological arrangements, including high participation of distributed generation. Keywords: D-FACTS. FACTS. cpu Normalization. Fast Decoupled Power Flow. Distribution Systems.