Designing and implementation of a self-healing scheme for modern electrical ditribution systems

Autor(es)

Juan Camilo López Amézquita

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
• Data de defesa: 2019-07-31

Membros da banca

Marcos Julio Rider Flores; João Bosco Augusto London Junior; Jonatas Boas Leite; Fernanda Caseño Trindade Arioli; Madson Cortes de Almeida

• Orientador: Marcos Julio Rider Flores

Resumo

O objetivo deste trabalho é projetar e implementar um software eficiente de self-healing em sistemas de distribuição de energia elétrica trifásicos, usando as leituras dos medidores inteligentes instalados na rede e considerando a operação dos geradores distribuídos (GD). Self-healing é a capacidade de um sistema de distribuição para se restaurar automaticamente após a identificação e isolamento de uma falta permanente na rede. Em função dos parâmetros do sistema e das medidas, o esquema de self-healing proposto deve: a) estimar as demandas dos nós, no estado de pré e pós-falta, através de um estimador de estado trifásico e um modelo de previsão da demanda ao curto prazo, b) identificar a zona da rede onde existe uma falta permanente, e c) gerar a sequência de operações das chaves instaladas ao longo do sistema para isolar a zona com falta e restaurar o serviço de energia do maior número de usuários desenergizados, no menor tempo possível, e com mínima intervenção humana. Foi desenvolvida uma ferramenta computacional com um entorno gráfico amigável capaz de ler e processar os dados elétricos e geográficos das redes trifásicas, os parâmetros das fontes de GD, as leituras dos medidores inteligentes, e o estado de operação das chaves remotamente controláveis. Um algoritmo de estimação de estado trifásico determinará continuamente as injeções de potência nos nós em função das medidas registradas pelos medidores. Em caso de falta permanente, um modelo de localização de faltas, baseado nas leituras dos medidores e dos indicadores de falta instalados na rede, fornecerá o local aproximado da falta. Após localizar a falta e, segundo o valor das demandas estabelecidas pelo estimador de estado, o esquema de restauração fornecerá a sequência de operações das chaves para levar o sistema até um estado restaurativo eficiente. Modelos de otimização matemática serão desenvolvidos para representar o estimador de estado e o problema de restauração trifásica, respectivamente. O método de localização de falta utilizado será uma versão melhorada do método basedo em medida esparsas e a matriz de impedância das barras. A meta-heurística Tabu Search será utilizada para resolver os modelos de otimização propostos. O modelo ARIMA será utilizado para a previsão da demanda. O software de self-healing será testado utilizando sistemas reais (AU)

• Processo FAPESP: 15/12564-1 - Estudo e Implementação de um Esquema de Self-Healing em Sistemas Modernos de Distribuição de Energia Elétrica
• Beneficiário: Juan Camilo Lopez Amezquita
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado