Trabalho de Conclusão de Curso
Documento
Autoria
Unidade da USP
Data de Apresentação
Orientador
Banca
Theodoro, Edson Aparecido Rozas
Mansour, Moussa Reda
Título em Português
Análise estática de estabilidade de tensão em sistemas elétricos de potência via nomogramas e computação paralela.
Palavras-chave em Português
Sistemas Elétricos de Potência
Fluxo de carga
Fluxo de carga continuado
Estabilidade de tensão
Avaliação de segurança
Programação paralela
Energia elétrica
Resumo em Português
A crescente demanda por energia elétrica e o aumento das dimensões dos sistemas elétricos de potência (SEP) aumentaram a complexidade da operação e do planejamento do sistema. Além disso, os altos investimentos necessários para se expandir a capacidade de SEP contribuem para que o sistema opere próximo de seus limites de transmissão de potência. A importância do fornecimento de energia elétrica e a o aumento da complexidade dos SEP implicam na necessidade de ferramentas capazes de orientar a operação e o planejamento do sistema para assegurar a segurança do mesmo. No contexto de estabilidade estática de tensão, é possível utilizar a margem de estabilidade do sistema devido a bifurcações (Bifurcação sela-nó e bifurcação induzida por limites) para se avaliar a segurança de um determinado ponto de operação, dada uma determinada direção de crescimento de carga e despacho. Este trabalho de conclusão de curso visa desenvolver uma ferramenta computacional capaz de avaliar a distância de um determinado ponto de operação em relação à fronteira da região de operação segura, do ponto de vista de estabilidade estática de tensão. A avaliação é feita através da separação de geradores em grupos cujas injeções de potência ativa variam lentamente, para que se determine a região de operação segura e sua fronteira. O gráfico resultante da análise é denominado nomograma e possibilita uma análise visual rápida e intuitiva das margens de estabilidade do SEP, que pode ser usada para auxiliar o planejamento da expansão do sistema. A princípio, foi implementada uma ferramenta de resolução do fluxo de carga baseada no método de Newton-Raphson, a qual verifica a convergência do método para diversas configurações de despacho. Para aumentar a precisão da determinação da região segura, o método da continuação com parametrização por comprimento de arco foi implementado. Além disso, técnicas de computação paralela baseadas na biblioteca OpenMP complementam a ferramenta, reduzindo o tempo necessário para as análises, fazendo com que o uso da ferramenta seja mais dinâmico.
Palavras-chave em Inglês
Electrical power systems
Power flow
Continuous power flow
Voltage stability
Security evaluation
Parallel computing.
Resumo em Inglês
The increasing demand for electrical energy and the growth of electrical power systems (EPS) dimensions have risen the complexity of operation and planning of the grid. Besides that, the high investments necessary to expand the capacity of EPS make the system operate close to its power transmission limits. The importance of supplying electrical energy and the rising complexity of EPS bring the need of tools capable of orienting operation and planning of the system to ensure its safety. In the context of static voltage stability, it is possible to use the stability margin due to bifurcations (Saddle-node and limit induced) to assess the safety of a certain operation point, given a certain direction of dispatch and load increase. This undergraduate project aims to develop a computational tool capable of evaluate the distance between a certain point of operation and the boundaries of the region of safe operation, with respect to static voltage stability. The assessment is performed through the separation of generators in groups that have their injected active power varied slowly in order to determine the region of safe operation and its boundaries. The results are presented in a graph called nomogram and it enables a fast and intuitive visual analysis of the stability margins of an EPS, that can be used to assist planning and operation. At first, a tool was implemented based on the Newton-Raphson method, it checks convergence of the method in different dispatch sets. To provide higher precision of the safe region, the continuation method with arc length parameterization was implemented. Furthermore, techniques of parallel computing based on the OpenMP API were also implemented, reducing the time necessary for the analysis, making the use of the tool more dynamic.
Arquivos
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome(s) do(s) autor(es) do trabalho.
 
Data de Publicação
2014-01-14
Número de visitas
4103
Número de downloads
2950
Copyright © 2010 Biblioteca Digital de Trabalhos Acadêmicos da USP. Todos os direitos reservados.