Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32909| Título: | Análise de estabilidade de tensão em casos de contingência simples de linhas de transmissão e compensação paralela |
| Título(s) alternativo(s): | Voltage stability analysis in cases of simple contingency of transmission lines and shunt compensation |
| Autor(es): | Cechinel, Bruna Pontes |
| Orientador(es): | Oliveira, Cristiane Lionço de |
| Palavras-chave: | Sistemas de energia elétrica Energia elétrica - Transmissão Sistemas de energia elétrica - Estabilidade Electric power systems Electric power transmission Electric power system stability |
| Data do documento: | 5-Jun-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | CECHINEL, Bruna Pontes. Análise de estabilidade de tensão em casos de contingência simples de linhas de transmissão e compensação paralela. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2023. |
| Resumo: | O sistema elétrico precisa ser confiável e capaz de suportar contingências para garantir a demanda de energia sem sobrecarga em equipamentos elétricos. Nesta pesquisa, foi analisada a estabilidade de tensão do sistema-teste STB-33 em três situações: caso base, após a simulação de contingência simples de linhas de transmissão e após a aplicação da compensação paralela nos casos de contingência com violações de tensão. Foi utilizado o software ANAREDE para simular as contingências e buscar soluções utilizando o método de Newton-Raphson, descartando casos em que a retirada da linha causasse isolamento de elementos da rede, o que resultou em 26 casos de contingência simulados. Sete casos não obtiveram solução inicial para o fluxo de carga, principalmente na área A, que não é capaz de suprir sua demanda sozinha, o que resulta em um intercâmbio de energia com a área B. Como meio de forçar a solução do fluxo de carga, foram utilizados três métodos: desligamento dos controles do ANAREDE, representação da carga em 75% de potência ativa e a definição das barras que interligam as linhas contingenciadas como referência. A última opção resultou na convergência de todos os casos e nos menores índices de severidade. Os casos de contingência com violações de fluxo nas linhas estão principalmente na área B, onde a área A importa energia devido à sua demanda maior que o fornecimento. Já os casos com violação de tensão nos barramentos se encontram, em sua maioria, na área A, pois as barras dessa área não são capazes de suportar toda a sua demanda, resultando em quedas de tensão. Para esses casos, foi aplicada a compensação paralela, importante para controlar a potência reativa na rede e melhorar o desempenho das linhas de transmissão. Sendo assim, foi utilizado o FLUPOT para realizar os cálculos do fluxo de potência ótimo, determinando a quantidade de reativos a serem alocados e as barras que devem receber a compensação paralela, mostrando-se eficaz ao recuperar as tensões dos barramentos contingenciados e periféricos. Estudos de estabilidade de tensão identificam pontos vulneráveis do sistema e um método comum para determinar esses pontos é a curva PV, apurada pelo método da continuação, utilizando o ANAREDE. Algumas barras não se mantiveram estáveis em termos de tensão, mesmo após a compensação, sendo consideradas críticas, pois não alcançaram o ponto de máximo carregamento do sistema. O caso base teve a maior margem de carregamento e margem de segurança de tensão, respeitando o limite mínimo preestabelecido pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), de 7% para sistemas completos. Os casos 18 e 22, após a contingência, apresentaram margem de carregamento e margem de segurança de tensão abaixo do limite de 4%, que é o limite mínimo para sistemas incompleto. Após a compensação, esses casos tiveram aumento nos índices de carregamento e tensão, respeitando os critérios estipulados pelo ONS. |
| Abstract: | The electrical system needs to be reliable and able to withstand contingencies to ensure power demand without overloading electrical equipment. In this research, the voltage stability of the STB-33 test system was analyzed in three situations: base case, after simulating simple transmission line contingency, and after applying shunt compensation in contingency cases with voltage violations. The ANAREDE software was used to simulate the contingencies and search for solutions using the Newton- Raphson method, discarding cases in which the removal of the line would cause isolation of grid elements, which resulted in 26 simulated contingency cases. Seven cases did not obtain an initial solution for the load flow, mainly in area A, which is not able to supply its demand alone, resulting in an energy exchange with area B. As a means of forcing the load flow solution, three methods were used: turning off the ANAREDE controls, representing the load at 75% active power and defining the bars interconnecting the contingent lines as reference. The last option resulted in the convergence of all cases and the lowest severity indices. The contingency cases with flow violations on the lines are mainly in area B, where area A imports power due to its demand being higher than supply. The cases with voltage violation in the busbars are mostly in area A, because the bars of this area are not able to support all its demand, resulting in voltage drops. For these cases, shunt compensation was applied, which is important to control reactive power in the grid and improve the performance of the transmission lines. Thus, FLUPOT was used to perform the optimal power flow calculations, determining the amount of reactive power to be allocated and the bars that should receive shunt compensation, proving effective in recovering the voltages of contingent and peripheral buses. Voltage stability studies identify vulnerable points in the system and a common method to determine these points is the PV curve, ascertained by the continuation method, using ANAREDE. Some bars did not remain voltage stable even after compensation, and were considered critical because they did not reach the point of maximum system loading. The base case had the highest loading and voltage safety margin, respecting the minimum limit pre-established by the National Electric System Operator (ONS), of 7% for complete systems. Cases 18 and 22, after the contingency, had the loading margin and voltage safety margin below the 4% limit, which is the minimum limit for incomplete systems. After compensation, these cases had an increase in the loading and voltage indices, respecting the criteria stipulated by ONS. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32909 |
| Aparece nas coleções: | MD - Engenharia Elétrica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| analiseestabilidadetensaocontingencia.pdf | 1,62 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
