Estimação de estados em redes de distribuição de energia elétrica baseada em medições fasoriais

• Main Author: Pereira, Ingrid Soares
• Other Authors: Pereira, José Luiz Rezende
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Juiz de Fora 2016
• Subjects: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Estimação de Estados; Unidades de Medição Fasorial; Redes de Distribuição de Energia Elétrica; Otimização em Sistemas de Distribuição; State Estimation; Phasor Measurement Units; Distribution Systems; Optimization of Distribution Systems
• Online Access: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1126

Submitted by Renata Lopes ([e-mail]) on 2016-04-15T15:27:12Z No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) === Approved for entry into archive by Adriana Oliveira ([e-mail]) on 2016-04-24T03:19:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) === Made available in DSpace on 2016-04-24T03:19:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 === Este trabalho apresenta uma nova abordagem para o problema de Estimação de Estados em Redes de Distribuição de Energia Elétrica utilizando os dados históricos de cargas e medidas obtidas pelos Sistemas de Medição Fasorial Sicronizada (PMUs – Phasor Measurement Units). Nesta formulação as tensões em módulo e fase são escolhidas como variáveis de estados e o problema é matematicamente formulado como um problema de otimização com restrições de igualdade e desigualdade. A função objetivo é formada pela soma quadrática dos resíduos de estimação, definidos como a diferença entre os valores medidos através das PMUs e os valores calculados. As restrições de igualdade são as injeções de potencia ativa e reativa nulas nas barras de passagem. As restrições de desigualdade estão associadas às potências ativas e reativas das barras não monitoradas, onde admite-se limites inferiores e superiores em função dos dados históricos das cargas (potências ativas e reativas). Estudos de casos são realizados utilizando-se um sistemas simples 10 barras, e os sistemas IEEE da literatura de 33 e 84 barras. Os dados de medições fasoriais foram obtidos utilizandose um programa computacional de cálculo de fluxo de potência. Os resultados da estimação de estados utilizando a metodologia proposta foram obtidos através de simulações no ambiente MATLAB e comparados com os resultados do programa de fluxo de potência para validação. A utilização de medição fasorial sincronizada nos entroncamentos e no final dos ramais do sistema de distribuição associada à utilização de restrições de desigualdade para as potências ativas e reativas das cargas não monitoradas são as principais contribuições deste trabalho. === This work presents a new approach to the State Estimation problem in Electrical Distribution Networks using historical data loads and measurements obtained by Phasor Measurement Units (PMUs). In this formulation voltage magnitudes and angles are chosen as state variables and the problem is mathematically formulated as an optimization problem with equality and inequality constraints. The objective function is formed by the quadratic sum of weighted measurements residues, which are defined as the difference between the PMU measurements and the calculated values. The equality constraints are defined as the zero injections of active and reactive power at the no load buses. The inequality constraints are associated with active and reactive powers of non-monitored buses, bounded by a given limit, superior or inferior in relation to historical data loads (active and reactive powers). Case studies are performed using a simple 10-bus test system, and the 33 and 84 buses IEEE test systems. The data phasor measurements were obtained using a computer program that calculates power flow. The state estimation results using the proposed methodology were obtained through simulations in MATLAB environment and compared with the results of power flow program for validation. The use of synchronized phasor measurement at the beginning and at the end of the lateral feeders of the distribution system associated with the use of inequality constraints for active and reactive power for the non-monitored loads are the main contributions of this work.