Análise integrada de redes T&D utilizando modelagem monofásica-trifásica

Abstract

Resumo: O setor energético vem passando por aceleradas transformações ao longo das últimas décadas, especialmente em funçao de novas tecnologias e incentivos envolvendo soluções limpas e sustentáveis, resultando em uma ascendente participacao da geracao distribuída nas matrizes energeticas. Em consequencia dessa expansao, passou-se a conceber a possibilidade de sistemas de distribuiçao operarem nao mais como estruturas meramente passivas, mas tambem assumindo um comportamento ativo frente ao sistema de transmissao ao qual estao interligados, e assim elevando as interacoes e dinamicas entre os sistemas e produzindo novos desafios ao seu planejamento e operacao. Desta maneira, são cada vez mais necessarias alternativas de analise integrada de redes de transmissao e distribuiçao, as quais viabilizem e acompanhem essa nova tendencia e realidade. Nesse contexto, o presente trabalho propoe uma metodologia versatil e eficiente para solucao do problema do fluxo de potencia, utilizando o Metodo Desacoplado-Rapido, e fundamentado pela abordagem integrada de redes de transmissao e distribuicao atraves de uma modelagem unifilar-trifilar, cuja formulacao foi desenvolvida empregando-se a inovadora tecnica da normalizacao por unidade complexa, combinada a um tratam ento multinível de bases de potencia complexa por barra. A partir da representaçao unifilar-trifilar, a formulacao desenvolvida permite uma anaúlise adequada de redes balanceadas e desbalanceadas de forma simultânea e unificada. Simulacoes e resultados numericos, envolvendo estudos de casos para diferentes topologias e condicoes operativas, validam a aplicabilidade e eficacia da metodologia, demonstrando sua relevancia frente a esse campo de pesquisa.

Abstract: The energy sector has foreseen an accelerated transformation over the previous few decades, this has been driven by new technologies and incentives involving green and sustainable solutions, which has furthermore led to a growth in distributed generation within energy matrix. As a result of this expansion, the possibility of distribution networks operating actively and no longer as a passive element only, increases the interactions and dynamics between themselves and the transmission systems which they are interconnected, bringing new challenges to the planning and operation. In this way, alternatives for integrated analysis of transmission and distribution networks are increasingly required to follow this new tendency and reality. In this context, this work proposes a versatile and efficient methodology for solving the power flow calculation, using the Fast-Decoupled Method, and based on the integrated approach of transmission and distribution networks with single-line / three-phase modelling, whose formulation was developed using the innovative technique of complex per unit normalization, combined to a multi-level treatm ent of complex power bases per bus. Based on the single-line / three-phase grid representation, the formulation developed allows an adequate analysis of balanced and unbalanced networks, in simultaneous and unified mode. Simulations and numerical results involving case studies for different topologies and operating conditions, validate the applicability and effectiveness of the methodology, demonstrating its relevance to this area of research.