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Tipo do documento: Dissertação
Título: Fluxo de Potência Ótimo com Restrições da Curva de Capabilidade do Gerador Síncrono como um Problema de Otimização Convexa.
Título(s) alternativo(s): Optimal Power Flow Solution Including the Synchronous Generator Capability Curve Constraints with a Convex Relaxation Method.
Autor: FERNANDES, Italo Gusmão 
Primeiro orientador: PAUCAR, Vicente Leonardo
Primeiro coorientador: SAAVEDRA MENDEZ, Osvaldo Ronald
Primeiro membro da banca: PAUCAR CASAS, Vicente Leonardo
Segundo membro da banca: SAAVEDRA, Osvaldo Ronald
Terceiro membro da banca: SOUZA, Lindomar Jacinto de
Quarto membro da banca: MATOS, José Gomes de
Resumo: O fluxo de potência ótimo (FPO) é um problema de otimização não-convexo, não-linear e de difícil solução. Quando os limites operacionais do gerador síncrono não são considerados, a solução do FPO pode ser não aplicável em cenários reais, levando a máquina a operar com valores de correntes acima dos aceitáveis nos enrolamentos. A curva de capabilidade do gerador síncrono (CCGS) utilizada neste trabalho inclui limites de corrente e potência na máquina, prevenindo a operação em situações de sobreaquecimento ou esforços mecânicos excessivos. Métodos de relaxação convexa permitem que o problema seja formulado e resolvido de uma maneira mais simples que a formulação original. Neste trabalho é proposta uma metodologia de solução para o FPO, incluindo a CCGS. Assim, o FPO é formulado como um problema de programação cônica de segunda ordem (PCSO) através de técnicas de relaxação das equações do fluxo de potência, visando a minimização do custo total de operação dos geradores do sistema, sujeito às restrições elétricas da rede. O modelo ainda inclui nas restrições o tratamento de segurança estática para as linhas considerando contingências simples no sistema. A metodologia proposta foi implementada em ambiente computacional MATLAB® e aplicada aos sistemas teste WSCC de 9 barramentos e New England de 39 barramentos. As simulações mostram a aplicabilidade do FPO como ferramenta de otimização para sistemas de energia, comprovando a precisão do processo de relaxação juntos à significância da inclusão da CCGS ao FPO nos resultados obtidos.
Abstract: Optimal power flow (OPF) is a non-convex, nonlinear and hard to solve optimization problem. When the synchronous generator operational limits are not concerned, OPF solution may not be applicable in real scenarios, leading the machine to operate in current values above those acceptable for windings. The synchronous generator capability curve (SGCC) used in this work includes machines current and power limits, preventing operation in overheating or excessive mechanical stress situations. Convex relaxation methods allow the problem to be formulated and solved in a simpler way than the original formulation. In this work a solution methodology is proposed for OPF, including SGCC. Thus, the OPF is formulated as a second order conic programming problem (SOCP) through relaxation techniques applied in power flow equations, aiming total cost generator minimizing, subject to electrical constraints of network. The model also includes in the constraints a security approach to the lines concerning simple contingencies in the system. The proposed methodology was implemented in a MATLAB® computing environment and applied to 9-bus WSCC and 39-bus New England test systems. The simulations show the OPF applicability as an optimization tool for electric power systems, proving the relaxation process precision and the SGCC impacts when it is included in OPF.
Palavras-chave: Fluxo de Potência Ótimo, Relaxação Convexa, Programação Cônica de Segunda Ordem; Curva de Capabilidade do Gerador Síncrono; Segurança
Optimum Power Flow; Convex Relaxation; Second Order Conic Programming; Synchronous Generator Capability Curve; Security
Área(s) do CNPq: Sistemas Elétricos de Potência.
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET
Citação: FERNANDES, Italo Gusmão. Fluxo de Potência Ótimo com Restrições da Curva de Capabilidade do Gerador Síncrono como um Problema de Otimização Convexa.. 2018. [93 folhas]. Dissertação( PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, [São Luís] .
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2102
Data de defesa: 16-Jan-2018
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