Estudo de coerência e impactos da inércia em sistemas de potência após perturbações severas utilizando análise de tipicalidade de dados e sincrofasores

Orientadores: Daniel Dotta, Mario Roberto Arrieta Paternina Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Esta tese apresenta um estudo de coerência e resposta inercial de sistemas de potência com foco especial na aplicação de metodologias baseada em dados, utilizando medidas de sincrofasores de distúrbios extraídos de Sistemas de Medição Fasorial Sincronisada (WAMS, em inglês), técnica estatística de clusterização Análise de Tipicalidade de Dados (TDA, em inglês) e modelo de identificação paramétrico Auto-Regressivo de Média-móvel e entrada eXógena (ARMAX, em inglês). Os conceitos gerais relativos aos fenômenos físicos e ferramentas deste trabalho são apresentados e explicados. A metodologia proposta para detecção de áreas elétricas utilizando TDA é apresentada primeiramente, desenvolvida e testada utilizando modelos de bancada testes e validado utilizando medições reais da Interconexão Leste norte-americana. Ademais, a barra-piloto representativa do Centro de Inércia das regiões é identificada utilizando TDA e a resposta inercial regional estimada utilizando modelo paramétrico ARMAX, considerando a participação da resposta inercial da carga, a frequência da barra-piloto e fluxos de potência de interconexões regionais. A metodologia é testada e validada com os sistema teste de bancada IEEE 68 barras Abstract: This thesis presents a study of the coherency and inertial response of power systems with special focus on application of data-driven methods, using synchrophasor measurements of disturbances extracted from Wide Area Measurement Systems (WAMS), statistical clustering technique Typicality Data Analysis (TDA) and Auto-Regressive Moving-Average eXogenous input (ARMAX) model parametric identification. The overall concepts regarding the physical phenomena and tools of this work are presented and discussed. The methodology proposed for region detection using TDA is first presented, developed and tested using benchmark test systems and validated using real measurements from the Eastern Interconnection. Further, the pilot-bus representative of the Center of Inertia of the regions is identified using TDA and the regional inertial response of each region is estimated using ARMAX parametric model, considering the participation of the load inertial response, the pilot-bus frequency and the region interconnection power flows. The methodology is tested and validated using the benchmark IEEE 68 bus test system Doutorado Energia Elétrica Doutor em Engenharia Elétrica CNPQ 170100/2018-9 ; s 2016/08645-9, 2018/07375-3, 2018/20104-9; 2019/10033-0 Funcamp 00403-0053/2021