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Título: Determinação de região de segurança de tensão para o subsistema SS1 do sistema interligado nacional do Paraguai
Título(s) alternativo(s): Determination of voltage security region for the subsystem SS1 of the national interconnected system of Paraguay
Autor(es): Nespolo, João Pedro de Araujo
Orientador(es): Marujo, Diogo
Palavras-chave: Colapso (Eletricidade)
Sistemas de energia elétrica - Estabilidade
Medidores de tensão
Breakdown (Electricity)
Electric power system stability
Strain gages
Data do documento: 3-Dez-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Citação: NESPOLO, João Pedro de Araujo. Determinação de região de segurança de tensão para o subsistema SS1 do sistema interligado nacional do Paraguai. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2023.
Resumo: O Sistema Interligado Nacional do Paraguai é composto por dois subsistemas eletricamente isolados, o subsistema SS1 e o subsistema SS2, ambos operados pela Administración Nacional de Eletricidad (ANDE). A demanda por energia elétrica no Paraguai tem apresentado uma das maiores taxas de crescimento da América Latina nos últimos anos, o que frequentemente leva o sistema a operar perto de sua capacidade máxima de transmissão. Nesse cenário, considerando as características radias do subsistema SS1, uma eventual desconexão das principais linhas de transmissão pode conduzir este subsistema à condições operativas degradadas, especialmente com relação à tensão nas barras próximas ao principal centro de carga do Paraguai, senão à própria instabilidade de tensão. Neste contexto, compreender os limites de estabilidade de tensão do subsistema SS1, em condições normais e sob contingência das principais linhas de transmissão, é fundamental para subsidiar a operação segura e promover o melhor aproveitamento da infraestrutura disponível. Desse modo, neste trabalho foi determinada uma região de segurança de tensão para o subsistema SS1 do Sistema Interligado Nacional do Paraguai no plano (P,Q), com o intuito de estabelecer uma visualização prática e direta das condições operativas inseguras. Foi proposta uma metodologia baseada na construção de curvas PQ para diversos cenários operativos, com a adoção do índice Area of Voltage Stability Region para a classificação das perturbações e determinação dos pontos operativos considerados seguros. Foram avaliadas as contingências das principais linhas de transmissão do Subsistema SS1, nos patamares de carga leve, média, pesada e máxima e a implementação computacional foi realizada através de programação em Python, com integração de ferramentas de análise e visualização de dados. Os limites de operação propostos foram validados através de simulações dinâmicas, contudo, a região de segurança de tensão obtida se mostrou conservadora em função do processo adotado para o cálculo da Margem de Estabilidade de Tensão.
Abstract: The National Interconnected System of Paraguay is composed of two electrically isolated subsystems, the subsystem SS1 and the subsystem SS2, both operated by Administración Nacional de Eletricidad (ANDE). The demand for electricity in Paraguay has shown one of the highest growth rates in Latin America in recent years, which often leads the system to operate close to its maximum transmission capacity. In this scenario, considering the radial characteristics of the subsystem SS1, an eventual disconnection of the main transmission lines can lead this subsystem to degraded operating conditions, especially with regard to the voltage on the buses close to the main load center of Paraguay, if not to voltage instability itself. In this context, understanding the voltage stability limits of the subsystem SS1, under normal conditions and under contingency of the main transmission lines, is essential to support safe operation and promote the best use of the available infrastructure. Thus, in this work, a voltage security region was determined for the subsystem SS1 of the National Interconnected System of Paraguay in the (P,Q) plane, in order to establish a practical and direct visualization of the unsafe operating conditions. A methodology based on the construction of PQ curves for different operative scenarios was proposed, with the adoption of the Area of Voltage Stability Region index for the classification of disturbances and determination of the safe operation points. The contingencies of the main transmission lines of the Subsystem SS1 were evaluated, at light, medium, heavy and maximum load levels, and the computational implementation was carried out through programming in Python, with integration of analysis and data visualization tools. The proposed operating limits were validated through dynamic simulations, however, the voltage safety region obtained proved to be conservative due to the process adopted to calculate the Voltage Stability Margin.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32759
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