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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39421| Título: | Implementação computacional do estimador de estado de mínimos quadrados considerando elementos shunt e a presença de transformadores com controle de tensão e defasadores |
| Título(s) alternativo(s): | Computational implementation of the least squares state estimator considering shunt elements and the presence of transformers with voltage control and phase shifters |
| Autor(es): | Passolongo, Vinicius Lima |
| Orientador(es): | Flórez, Hugo Andrés Ruiz |
| Palavras-chave: | Sistemas de energia elétrica - Estimação de estado Métodos iterativos (Matemática) Estatística matemática Electric power systems - State estimation Iterative methods (Mathematics) Mathematical statistics |
| Data do documento: | 7-Nov-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | PASSOLONGO, Vinicius Lima. Implementação computacional do estimador de estado de mínimos quadrados considerando elementos shunt e a presença de transformadores com controle de tensão e defasadores. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2024. |
| Resumo: | Apresentada em 1970 por Schweppe, a Estimação de Estado é uma ferramenta que utiliza os parâmetros do sistema elétrico e um conjunto de medições estrategicamente localizadas para determinar o ponto de operação de um sistema elétrico de energia e poder monitorar o comportamento do sistema elétrico em tempo real. Tradicionalmente, a estimação de estado usa o método iterativo dos mínimos quadrados ponderados para estimar os valores das variáveis de estado de um sistema elétrico de potência. Embora a formulação clássica do método dos mínimos quadrados é a mais usada por especialistas e pesquisadores, essa formulação não é possível representar de maneira exata os sistemas-teste com transformadores defasadores, transformadores com taps e dispositivos shunt nos barramentos, sendo necessário inserir algumas aproximações para poder estimar o ponto de operação. Este trabalho tem por objetivo geral realizar o desenvolvimento computacional no software MATLAB do método clássico de Estimação de Estado de Mínimos Quadrados Ponderados que permita obter o ponto de operação e realizar análise de erros dos sistemas elétricos de potência considerando os taps dos transformadores, transformadores defasadores e os elementos shunts nos barramentos na formulação de fluxo de potência. Para isso, consultou-se a arte de estimação de estado clássica e realizou-se as adaptações na formulação necessária para inclusão dos parâmetros destes elementos, tendo como premissa o algoritmo de estimação de estado. A validação dos resultados fora considerada os sistemas elétricos publicados no IEEE de 14, 30 e 57 barras considerando três cenários para cada caso, sendo o primeiro cenário o conjunto de medições sem erros, o segundo cenário com uma medida com erro gaussiano e o terceiro cenário com uma medida com erro grosseiro no conjunto de medições. Para os três casos considerando o conjunto de medições sem erro o algoritmo apresentou-se satisfatório para EEMQP com os novos parâmetros inclusos na formulação. Enquanto para o segundo cenário contendo uma medida gaussiana nos três casos o método não identificou a presença deste erro. Para o terceiro cenário, o primeiro caso de 14 barras o algoritmo estimou o estado do SEP, detectou e identificou corretamente a medida contendo erro grosseiro, para o segundo caso o método não detectou o erro grosseiro, e para o terceiro caso o método detectou a presença de erro grosseiro, portanto não identificou corretamente. |
| Abstract: | Presented in 1970 by Schweppe, State Estimation is a tool that uses the parameters of the electrical system and a set of strategically located measurements to determine the operating point of an electrical power system and to monitor the behavior of the electrical system in real time. Traditionally, state estimation uses the weighted least squares iterative method to estimate the values of the state variables of an electrical power system. Although the classical formulation of the least squares method is the most used by experts and researchers, this formulation cannot accurately represent test systems with phase-shifting transformers, transformers with taps, and shunt devices in the buses, requiring some approximations to estimate the operating point. The general objective of this work is to develop computationally in MATLAB software the classical method of Weighted Least Squares State Estimation that allows obtaining the operating point and performing error analysis of electrical power systems considering the taps of transformers, phase-shifting transformers, and shunt elements in the buses in the power flow formulation. For this, classical state estimation techniques were consulted, and adaptations were made to the formulation necessary to include the parameters of these elements, with the premise of the state estimation algorithm. The validation of the results considered the electrical systems published in the IEEE of 14, 30, and 57 buses, considering three scenarios for each case: the first scenario being the set of measurements without errors, the second scenario with a measurement with Gaussian error, and the third scenario with a measurement with gross error in the set of measurements. For the three cases, considering the set of measurements without error, the algorithm was satisfactory for WLSSE with the new parameters included in the formulation. While for the second scenario containing a Gaussian error measurement in the three cases, the method did not identify the presence of this error. For the third scenario, in the first case of 14 buses, the algorithm estimated the state of the EPS, detected, and correctly identified the measurement containing gross error; in the second case, the method did not detect the gross error; and in the third case, the method detected the presence of gross error but did not correctly identify it. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39421 |
| Aparece nas coleções: | MD - Engenharia Elétrica |
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