Método direto para o cálculo da mínima máxima margem de segurança de tensão pelo modelo suave do fluxo de potência

• Processo: 25/02002-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
• Pesquisador responsável: Guilherme Guimarães Lage
• Beneficiário: Nicolas Müller Rodrigues da Silva
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Estabilidade de tensão Otimização não linear Otimização robusta
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise de segurança estática | Estabilidade de Tensão | modelo suave do fluxo de potência | otimização não linear | Otimização robusta | Ranqueamento de contingências | Programação Não Linear Inteira-Mista

Resumo

Este projeto de pesquisa propõe um método direto para o cálculo da mínima máxima margem de segurança de tensão em sistemas elétricos de potência sob o critério N-1, fundamental para análises de segurança estática no planejamento da operação de curto prazo. A motivação decorre da necessidade de se garantir margens de operação estáveis e robustas em resposta a variações no despacho de potência ativa programado, na previsão da carga e na imprevisibilidade de contingências em linhas de transmissão. O método direto proposto neste projeto de pesquisa emprega o critério minimax da otimização robusta e baseia-se em programação não linear inteira-mista para identificar a contingência mais crítica em linhas de transmissão, ou seja, aquela que maximiza a diferença entre as margens de segurança de tensão nos cenários N e N-1. Para isso, variáveis binárias são utilizadas para modelar os estados ligado e desligado das linhas de transmissão, viabilizando tanto o cálculo direto da mínima máxima margem de segurança de tensão quanto a identificação da respectiva contingência crítica. Além disso, diferentemente dos métodos diretos baseados em modelos de fluxo de potência não diferenciáveis - que envolvem restrições de igualdade, desigualdade e complementaridade para avaliar margens de segurança de tensão -, o método direto proposto fundamenta-se no modelo suave do fluxo de potência, considerando apenas restrições de igualdade diferenciáveis. A implementação computacional do método direto proposto será realizada em AMPL, utilizando o solucionador não linear Knitro, e validada por meio de testes em sistemas de referência do repositório IEEE Power Grid Library. Espera-se que os resultados confirmem a eficácia desta proposta na avaliação rápida, precisa e, mais importante, robusta das margens de segurança de tensão de sistemas elétricos de potência.