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dc.creatorWeigert, Gabriela Rosalee-
dc.date.accessioned2021-09-20T18:12:12Z-
dc.date.available2021-09-20T18:12:12Z-
dc.date.issued2021-07-21-
dc.identifier.citationWEIGERT, Gabriela Rosalee. Análise modal como ferramenta de análise de segurança estática de tensão em sistemas de potência. 2021. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26040-
dc.description.abstractStatic voltage security assessment in electric power systems comprises stability analysis of the operation point, as well as contingency analysis and the proposition of control strategies. In order to perform contingency analysis, the selected contingencies must be screened and ranked. Contingency evaluation is executed in real-time, thus it is essential to reduce the computational cost of this part of the analysis. Therefore, the stages of contingency screening and ranking must be effective, in order to assure that the simulations involving more complete models are executed only for the most critical cases. One of the most frequent indices that measure voltage instability is the voltage stability margin. Still, most of the contingency ranking methods in literature (L, FVSI, PI) are not based on this indicator, yet are formulated on simpler grounds. Therefore, traditional ranking methods do not necessarily attest about the proximity of each contingency to instability, as does voltage stability margin. In addition, contingency ranking indices are not useful to determine control strategies. Thus, it is necessary to perform complementary analysis in order to suggest control strategies in a traditional contingency analysis method. In this manner, this work proposes a new method to be integrated to the process of static voltage security assessment. A method of contingency screening and ranking is proposed, as well as an analysis of control strategies method. Both tools rely on the modal analysis of the power flow equation’s jacobian matrix. The goal of the proposed screening and ranking algorithm is to indicate the contingency associated with the most critical voltage stability margin. The indices obtained in the contingency analysis stage are kept and reused in the analysis of preventive and emergency control strategies, in order to drive the system to a secure state, or the closer it can get to a secure state. Preventive control strategies are proposed for the complete system, respecting operational limits, while emergency control strategies, to be implemented in a postcontingency situation, are proposed for the contingencies that violate security constraints. The proposed methodology was simulated on IEEE 14, 30 and 57 buses test-systems. The precision of the ranking algorithm was satisfying if compared with literature methods and with voltage stability margin based ranking. Control strategies propositions are presented for the 57 buses system. Even though there were no comparisons with literature control preposition methods, the performance of the proposed algorithm is commented.pt_BR
dc.description.sponsorshipInstitutos Lactec (Lactec)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectSistemas de energia elétrica - Estabilidadept_BR
dc.subjectEnergia elétrica - Transmissão - Proteçãopt_BR
dc.subjectFalhas de energia elétricapt_BR
dc.subjectEnergia elétrica - Produçãopt_BR
dc.subjectSistemas de energia elétrica - Estimação de Estadopt_BR
dc.subjectAnálise modalpt_BR
dc.subjectControle automáticopt_BR
dc.subjectElectric power system stabilitypt_BR
dc.subjectElectric power transmission - Protectionpt_BR
dc.subjectElectric power failurespt_BR
dc.subjectElectric power productionpt_BR
dc.subjectElectric power systems - State estimationpt_BR
dc.subjectModal analysispt_BR
dc.subjectAutomatic controlpt_BR
dc.titleAnálise modal como ferramenta de análise de segurança estática de tensão em sistemas de potênciapt_BR
dc.title.alternativeModal analysis based tool for static voltage security assessment in power systemspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoA análise de segurança estática de tensão em sistemas elétricos de potência envolve, além do estudo de estabilidade do ponto de operação em que o sistema se encontra, a análise de contingências e de ações de controle. Dentro da análise de contingências, utilizam-se diversos métodos para filtragem e ranqueamento das contingências selecionadas para o estudo. A fim de reduzir ao máximo o esforço computacional dessas análises, que são realizadas em tempo real, é essencial que a filtragem e ranqueamento de contingências sejam feitos de maneira eficaz, para que as simulações envolvendo modelos mais completos do sistema, e consequentemente dispendiosas, sejam executadas somente para as contingências mais críticas. Uma das métricas mais utilizadas para aferir a respeito da estabilidade de tensão de um sistema é a margem de estabilidade estática de tensão. No entanto, muitos dos métodos de ranqueamento de contingências consolidados na literatura (índice L, FVSI, PI) não são orientados por essa métrica, mas partem de outros tipos de análise mais simplificadas. Por consequência os ranqueamentos e índices obtidos a partir desses métodos nem sempre condizem com a proximidade que cada contingência se encontra da instabilidade, como indica a margem de estabilidade de tensão. Além disso, esses métodos de ranqueamento não têm participação na etapa de análise de ações de controle, sendo necessários outros estudos e índices capazes de sugerir ações de controle ao operador do sistema. Assim, este trabalho propõe uma nova metodologia a ser utilizada como parte do processo de análise de segurança estática de tensão. Utilizando a análise modal da matriz jacobiana das equações de fluxo de potência como ferramenta, propõe-se um método de ranqueamento e filtragem de contingências juntamente com um algoritmo de análise de ações de controle preventivo e emergencial. O intuito do algoritmo de ranqueamento e filtragem é identificar a contingência que levaria o sistema a operar com a menor margem de estabilidade. Aproveitando o resultado do ranqueamento e os fatores de participação levantados pela análise modal, ações de controle preventivo e emergencial são propostas. O objetivo dessas ações é levar o sistema a um estado seguro, ou o mais próximo disso. Para isso, são simuladas ações preventivas no sistema completo, levando em considerações as restrições de operação atuais e sugerindo ações de controle emergenciais a serem implementadas após a ocorrência da contingência. A metodologia proposta foi simulada para os sistemas-teste IEEE 14, 30 e 57 barras, obtendo resultados promissores para o algoritmo de ranqueamento, superando o desempenho dos métodos consolidados na literatura, no que diz respeito à proximidade da contingência à instabilidade. As análises de ação de controle são apresentadas a partir da simulação do sistema 57 barras. Embora não sejam feitas comparações para o algoritmo de controle, o seu desempenho é comentado.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0003-2089-602Xpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9549930448246753pt_BR
dc.contributor.advisor1Benedito, Raphael Augusto de Souza-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/ 0000-0001-7654-4205pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0833483583130690pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Kuiava, Roman-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-6110-6189pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7128359220048922pt_BR
dc.contributor.referee1Issicaba, Diego-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-7937-8115pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8853482809795255pt_BR
dc.contributor.referee2Benedito, Raphael Augusto de Souza-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/ 0000-0001-7654-4205pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0833483583130690pt_BR
dc.contributor.referee3Kuiava, Roman-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-6110-6189pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7128359220048922pt_BR
dc.contributor.referee4Fernandes, Thelma Solange Piazza-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-5167-1547pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5939715471342143pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Sistemas de Energiapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
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