Este documento descreve um projeto de pesquisa que desenvolveu um método para modelar o fluxo de carga no nível de subestação. O método permite representar disjuntores e chaves de forma explícita e calcular fluxos através desses dispositivos. O método usa manipulações algébricas e matriciais para incluir fluxos nos dispositivos como variáveis de estado. Testes com sistemas padrão do IEEE validaram a eficiência da metodologia proposta.

1. 17º Evento de Iniciação Científica da UFPR 17º EVINCI
1Nº 000 FLUXO DE CARGA NO NÍVEL DE SUBESTAÇÃO PARA ESTUDOS DE
ESTIMAÇÃO DE TOPOLOGIA VIA MÉTODOS ORTOGONAIS E TESTES DE
COLINEARIDADE
Aluno de Iniciação Científica: Antonio Adrian Martinez Gavilan (PIBIC - CNPq)
Nº de Registro do Projeto de Pesquisa no BANPESQ/THALES: 2002011320
Orientador: Elizete Maria Lourenço:
Colaborador: Nastasha Salame da Silva
Departamento: Engenharia Elétrica Setor: Tecnologia
Palavras-chave: modelagem de redes, fluxo de potência, modelagem no nível de seção de
barras.
Área de Conhecimento: 3.04.04.00-2
O sistema elétrico de potência é composto basicamente por centros de geração, linhas de
transmissão e sistema que distribuem a energia elétrica gerada. Essa energia gerada
normalmente encontra-se a distâncias consideráveis dos centros de carga, precisando de
modificações dos níveis de tensão para a viabilização do transporte das mesmas. As análises
desses enormes blocos de potência são feitas por operadores de sistemas que monitoram o
comportamento e a segurança do sistema. Essa monitoração é feita ao longo do sistema com
ajuda de programas computacionais, a qual determina as condições de operação. Mas no caso
das subestações, a análise do fluxo de potência é feita manualmente pelos operadores,
requerendo uma demanda de tempo considerável. Isso deve-se ao fato de que os status dos
disjuntores e chaves seccionadoras encontradas dentro não são incluídos na análise
convencional do fluxo de carga. Para os estudos relacionados a estimação da topologia da
rede, no qual este trabalho se insere, a modelagem desse dispositivos se torna relevante, sendo
necessária a determinação da distribuição dos fluxos de potência dentro das subestações.
Dessa maneira a modelagem da rede no nível de subestação possibilita a representação dos
disjuntores e chaves no sistema de forma explícita. No entanto, a utilização de impedâncias
próximas de zero para representar chaves e disjuntores fechados ou de impedâncias próximas
do infinito para representar a posição aberta dos mesmos, acarreta problemas numéricos na
ferramenta convencional de cálculo de fluxo de potência. Uma solução viável encontrada foi a
inclusão dos fluxos nesses dispositivos no conjunto de variáveis de estado, tornando possível
os cálculos através de manipulações algébricas e matriciais. O primeiro passo do trabalho é
baseado no cálculo do fluxo no nível barra-ramo, e seguido disso, o cálculo do fluxo através
dos disjuntores e chaves pela modelagem da rede no nível de subestação. Com base nos dados
obtidos das subestações é possível montar uma matriz, a qual expressa as diferentes ligações
entre os elementos do sistema. Por último, com os resultados obtidos na análise barra-ramo
mais os resultados obtidos no nível de subestação, e com a ajuda de ferramentas
computacionais como o MATLAB é possível determinar cada um dos fluxos nos diferentes
elementos do sistema. Para validar a ferramenta proposta foram realizadas diversas
simulações com sistemas teste padrão do IEEE. Os resultados obtidos comprovam a eficiência
da metodologia adotada.
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Livro de Resumos do 17º Evento de Iniciação Científica da UFPR
21 a 23 de Outubro de 2009