Search

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The reactive power management and voltage control enable voltage profile improvements. Maintain the voltage value within the appropriate ranges requires efficient techniques that consider joint and coordinated operation between reactive power devices and voltage regulating equipment. These techniques are referenced in the literature as Volt/Var Control (VVC). The main objective of this work is to develop a centralized volt/var control methodology that acts on regulators transformers, capacitor banks and photovoltaic smart inverters. The optimization technique is based on heuristic algorithm and works with the effectiveness of the control equipment to reduce the electrical power losses. The methodology was implement from the software OpenDSS e MATLAB. The control was applied in distribution test systems and in the UFSM network, where all result was satisfactory and met the quality and reliability requirements of the systems. The result of the same networks simulated by traditional controls were not promising, this fact reiterates the contributions of this work on volt/var control studies. Melhorias aos perfis de tensão são concedidas pelo correto gerenciamento do fluxo de potência reativa na rede e pelo controle direto de tensão. Manter a tensão dentro dos níveis adequados e estipulados por norma em todos os pontos do alimentador requer técnicas eficientes que considerem a operação conjunta e coordenada entre os equipamentos fontes de energia reativa e dispositivos reguladores de tensão. Tais técnicas são referenciadas na literatura como Controle Volt/Var (VVC, do inglês Volt/Var Control). Dentro desse contexto, este trabalho vem com o propósito de desenvolver uma metodologia de controle de tensão e potência reativa para redes de distribuição a qual atue de forma coordenada e centralizada no ajuste dos TAPs dos reguladores de tensão, bancos de capacitores e na variação gradual da potência reativa injetada/absorvida pelos inversores conectados junto aos geradores distribuídos fotovoltaicos. A técnica de otimização trabalha com métodos Heurísticos, onde direciona a busca pela solução com base na efetividade de atuação dos equipamentos na minimização das perdas técnicas totais do sistema. A metodologia desenvolvida foi implementada mediante interface entre dois softwares, OpenDSS e MATLAB, e aplicada em sistemas testes do IEEE e na rede interna da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Os resultados obtidos nas simulações mostraram-se satisfatórios visto que atenderam a todos os requisitos de qualidade e confiabilidade na operação dos sistemas de distribuição, previamente estabelecidos na formulação do problema. Em contrapartida, confrontando estes resultados com as mesmas redes operando a partir de estratégias tradicionais, ainda muito utilizada pelas concessionárias de energia, os resultados não foram tão promissores. Tal fato reitera a contribuição desta presente dissertação na área de controle volt/var, trazendo ideias e dando sequência aos estudos, desenvolvimento e aplicações de novas técnicas.

This work presents contributions to the study and development of Voltage and Reactive Power Control (Volt/VAr control or VVC) for intelligent distribution systems. Currently, the use of VVC is considered one of the most important and desired functions in the context of distribution systems modernization, in view of the rise of communication technologies and new controllable equipment. In this sense, some commercial solutions have been proposed in the last years for the implementation and optimization of VVC in the distribution networks. However, studies and propositions of adequate techniques are still necessary, since most of these solutions have not yet considered the possibility of controlling voltage levels by frequency inverters, excluding the participation of distributed generation, static reactive compensators and other electronic equipment with potential benefits of VVC in distribution networks. In this context, this work proposes a new VVC methodology to coordinate the traditionally equipment actions with power electronics equipment, ensuring the voltage control at adequate levels mainly with operational gains in relation to the reduction of the number of commutations of conventional devices. For this, a coordinated centralized VVC strategy is proposed in the substation that considers the limitations of the different equipment and the commutations proportionality without impairing the voltage levels. The methodology was applied in two distribution systems based on real IEEE networks, which was implemented through an interface between the software MATLAB® and OpenDSS® with satisfactory results. Este trabalho apresenta contribuições ao estudo e ao desenvolvimento de estratégias de Controle de Tensão e Potência Reativa (Controle Volt/VAr ou VVC, do inglês volt/var control) para sistemas de distribuição inteligentes. Atualmente, o emprego do VVC é considerado uma das funções mais importantes e desejadas no contexto de modernização de sistemas de distribuição, tendo em vista a ascensão de tecnologias de comunicação e novos equipamentos controláveis. Neste sentido, foram propostas nos últimos anos algumas soluções comerciais para a implementação e a otimização do VVC nas redes de distribuição. Contudo, ainda são necessários estudos e proposições de técnicas adequadas, pois a maioria destas soluções ainda não considerara a possibilidade de controle dos níveis de tensão por inversores de frequência, excluindo a participação da geração distribuída, compensadores estáticos de reativos e outros equipamentos eletrônicos com potenciais benefícios na realização do VVC em redes de distribuição. Neste contexto, este trabalho propõe uma nova metodologia de VVC para coordenar as ações de equipamentos tradicionalmente utilizados em conjunto com equipamentos eletrônicos, garantindo o controle da tensão em níveis adequados, principalmente com ganhos operacionais em relação a redução do número de chaveamentos dos dispositivos convencionais. Para isso é proposta uma estratégia de VVC coordenado centralizado na subestação, que utiliza lógica fuzzy para determinar o equipamento que atuará na correção das violações de tensão, bem como o ajuste necessário, incluindo as limitações dos diferentes equipamentos e a proporcionalidade entre seus chaveamentos sem prejudicar os níveis de tensão. A metodologia foi aplicada para dois sistemas teste de distribuição baseados em redes reais da IEEE, sendo implementada através de uma interface entre os softwares MATLAB® e OpenDSS® com resultados que atendem ao objetivo proposto.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-20Bitstream added on 2014-06-13T18:08:28Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_mbc_me_ilha.pdf: 670316 bytes, checksum: 7becc0c6eda68736bd3c8cea58146dea (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste trabalho a metaheurística GRASP é utilizada para resolver o problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica modelado como um problema de programação não linear binário misto. O objetivo é minimizar as perdas de potência ativa do sistema sujeito a restrições físicas e operacionais do sistema de distribuição. As variáveis binárias do problema representam a abertura e/ou fechamento de chaves de interconexão existentes nos ramos do sistema e as variáveis contínuas representam as tensões nodais e ângulos das tensões nodais. Na metodologia utilizada todas as chaves de interconexão do sistema de distribuição estão fechadas no início do processo e a cada passo da fase construtiva do GRASP um ramo é desconectado do sistema e um fluxo de carga é resolvido. Na fase de melhoria, tendo em vista que a solução da fase construtiva é um sistema radial, foi utilizado a cada iteração um fluxo de carga especializado para sistemas radiais. Para garantir que o sistema de distribuição opere de forma radial, foi introduzido na metodologia de solução uma rotina na qual é verificada a formação de laços e a conectividade do sistema em cada iteração das fases de construção e de melhoria local. São apresentados testes realizados utilizando os sistemas de 14, 33, 84,119 e 136 barras para avaliar a eficiência e robustez da metodologia proposta. Os resultados obtidos foram comparados aos resultados encontrados na literatura com o objetivo de validar a proposta deste trabalho In this work the GRASP is used to solve the problem of reconfiguring systems for electricity distribution modeled as a nonlinear programming problem of binary mixture. The goal is to minimize the power losses of the system subject to physical constraints and operating the distribution system. The problem of binary variables represents the opening and/or closing braces interconnecting branches existing in the system and the continuous variables represent the nodal voltages and angles of nodal voltages. In the methodology used to interconnect all the keys of the distribution system are closed at the beginning of the process and every step of the constructive phase of GRASP a branch is disconnected from the system and a load flow is solved. In the improvement phase, given that the solution of the constructive phase is a radial system was used at each iteration a load flow for radial systems specialist. To ensure that the distribution system operates in a radial manner, was introduced into the solution methodology is a routine in which verified the formation of linkages and connectivity of the system in each iteration of the phases of construction and local improvement. Tests are presented using the systems 14, 33, 84, 119 and 136 bus to evaluate the efficiency and robustness of the proposed methodology. The results were compared to results from the literature in order to validate the proposal of this work