Evolução diferencial binária aplicada na otimização da margem de estabilidade de tensão via seleção de conjuntos de controles corretivos
The electric power system must supply energy with quality, security, and reliability. However, due to environmental or economic reasons, the system may operate close to its critical limits due to increasing demand. Under these circumstances, voltage instability problems may occur because of disturba...
| Autor principal: | Silva, Rafael Martini |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2022
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30166 |
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riut-1-301662022-11-26T06:05:37Z Evolução diferencial binária aplicada na otimização da margem de estabilidade de tensão via seleção de conjuntos de controles corretivos Binary differential evolution applied in the optimization of the voltage stability margin via selection of corrective control sets Silva, Rafael Martini Castoldi, Marcelo Favoretto https://orcid.org/0000-0001-6199-8327 http://lattes.cnpq.br/6178029384175205 Goedtel, Alessandro http://lattes.cnpq.br/1920650157123774 Sanches, Danilo Sipoli https://orcid.org/0000-0002-8972-5221 http://lattes.cnpq.br/6377657274398145 Castoldi, Marcelo Favoretto https://orcid.org/0000-0001-6199-8327 http://lattes.cnpq.br/6178029384175205 Scalassara, Paulo Rogério https://orcid.org/0000-0001-7169-954X http://lattes.cnpq.br/5016119298122922 Ramos, Rodrigo Andrade https://orcid.org/0000-0002-2240-1150 http://lattes.cnpq.br/2081545253471652 Carga e distribuição elétrica Estabilidade Sistemas de energia elétrica - Controle Electric charge and distribution Stability Electric power systems - Control CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica The electric power system must supply energy with quality, security, and reliability. However, due to environmental or economic reasons, the system may operate close to its critical limits due to increasing demand. Under these circumstances, voltage instability problems may occur because of disturbances, and it can even cause a blackout. Thus, the security assessment of the electrical system has gained visibility and becoming an important matter. Over the years, several studies have been carried out to identify and control voltage instability problems, and the voltage stability margin is a parameter used to identify these problems, which can be calculated through the continuous power flow. Besides that, to prevent or correct these problems, preventive or corrective controls may be used, such as capacitors. Given this, this work develops a methodology to obtain a list of capacitors set to maximize the voltage stability margin considering a set of disturbances. This methodology aims to mitigate the criticality of a set of contingencies using two techniques, the first to find the stability parameter and the second to optimize it. The system stability parameter, voltage stability margin, is calculated using the continuation power flow, and the optimization of this parameter is done using the binary differential evolution to select the necessary set of controls. The proposed method provides feasible results to maximize the voltage stability margin and provides the system operator with important information about the set of controls that can be used, enhancing the operation of the power system. Besides, the proposed method was parallelized, and as a result, the parallelization execution was considerably faster than the serial one. O sistema elétrico de potência deve fornecer energia elétrica com qualidade, segurança e confiabilidade. Porém, devido a vários fatores, sejam eles restrições ambientais ou econômicas, o sistema tende a operar perto de seus limites críticos em virtude do rápido crescimento da demanda. Com isso, problemas de instabilidade de tensão podem ocorrer como consequências de contingências no sistema, os quais podem até causar um blecaute. Desta forma, a avaliação da segurança do sistema elétrico, no contexto da estabilidade de tensão, tem ganhado visibilidade e é muito importante para a operação do mesmo. Ao longo dos anos, vários estudos foram desenvolvidos para identificar e controlar os problemas de instabilidade de tensão, sendo que um dos parâmetros utilizados para identificar tais problemas é conhecido como margem de estabilidade de tensão, a qual pode ser calculada utilizando-se o fluxo de carga continuado. Ainda, para prevenir ou corrigir os problemas relacionados à instabilidade de tensão pode-se utilizar controles preventivos e/ou corretivos, por exemplo, inserindo ou retirando capacitores no sistema. Diante disto, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia para listar os conjuntos de capacitores para maximizar a margem de estabilidade de tensão do sistema considerando um conjunto de contingências. Esta metodologia visa mitigar a criticalidade do conjunto de contingências selecionadas utilizando duas técnicas, uma para identificar um parâmetro de estabilidade do sistema e outra para otimizá-lo. O parâmetro de estabilidade do sistema, a margem de estabilidade de tensão, é encontrado por meio da execução fluxo de carga continuado, e a otimização de tal parâmetro é realizada utilizando-se a evolução diferencial binária, que seleciona os conjuntos de controles necessários. A utilização do método proposto mostrou-se factível para a maximização da margem de estabilidade de tensão e para fornecer informações aos operadores do sistema sobre os controles que devem ser adotados, podendo tornar-se um grande aliado na operação do sistema elétrico de potência. Além disso, uma análise da paralelização do método proposto foi realizada, apresentado um tempo de execução consideravelmente melhor que o método serial. 2022-11-24T12:49:05Z 2022-11-24T12:49:05Z 2020-11-24 masterThesis SILVA, Rafael Martini. Evolução diferencial binária aplicada na otimização da margem de estabilidade de tensão via seleção de conjuntos de controles corretivos. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30166 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica UTFPR |
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Português |
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Carga e distribuição elétrica Estabilidade Sistemas de energia elétrica - Controle Electric charge and distribution Stability Electric power systems - Control CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica Silva, Rafael Martini Evolução diferencial binária aplicada na otimização da margem de estabilidade de tensão via seleção de conjuntos de controles corretivos |
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The electric power system must supply energy with quality, security, and reliability. However, due to environmental or economic reasons, the system may operate close to its critical limits due to increasing demand. Under these circumstances, voltage instability problems may occur because of disturbances, and it can even cause a blackout. Thus, the security assessment of the electrical system has gained visibility and becoming an important matter. Over the years, several studies have been carried out to identify and control voltage instability problems, and the voltage stability margin is a parameter used to identify these problems, which can be calculated through the continuous power flow. Besides that, to prevent or correct these problems, preventive or corrective controls may be used, such as capacitors. Given this, this work develops a methodology to obtain a list of capacitors set to maximize the voltage stability margin considering a set of disturbances. This methodology aims to mitigate the criticality of a set of contingencies using two techniques, the first to find the stability parameter and the second to optimize it. The system stability parameter, voltage stability margin, is calculated using the continuation power flow, and the optimization of this parameter is done using the binary differential evolution to select the necessary set of controls. The proposed method provides feasible results to maximize the voltage stability margin and provides the system operator with important information about the set of controls that can be used, enhancing the operation of the power system. Besides, the proposed method was parallelized, and as a result, the parallelization execution was considerably faster than the serial one. |
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