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Type: Dissertação
Title: Modelagem de power grids utilizando multi-aspects graphs
Author: Rocha, Jean Dias
First Advisor: Vieira, Alex Borges
Co-Advisor: Wehmuth, Klaus
Referee Member: Bernardino, Heder Soares
Referee Member: Oliveira, Roberto Massi de
Resumo: As redes elétricas (power grid/electrical grid) consistem em malhas interconectadas responsáveis pelo transporte e entrega da eletricidade para os consumidores. Essas redes possuem pontos de geração, transmissão e distribuição. Esses pontos de geração são conectados por meio das linhas de transmissão. A malha de transmissão criada pode ser dividida em subsistemas, o que previne falhas gerais, melhora manutenção, e também proporciona um atendimento com mais segurança. No Brasil, se tem o SIN (Sistema Interligado Nacional), um sistema elétrico que interliga quase todas as regiões do país formado pelas redes de transmissão e distribuição, conectando assim as usinas de geração com os consumidores. Devido à necessidade da energia no dia a dia das pessoas, esse sistema deve ser modelado de forma que não se tenha gastos acima do necessário para a instalação dos equipamentos e conexão das malhas e o mesmo possa atender aos clientes sem prejuízos. Essas malhas devem ser construídas de forma que se considere o sistema inteiro e não apenas a ligação de um ponto a outro. Sendo assim, esse grid se torna complexo e sua constante revisão se torna necessária, seja devido à criação de novas linhas ou remoção linhas antigas/com problemas, ou outros motivos. Assim, é importante modelar esse sistema para que se facilite processos, e as interações entre eles. Os modelos atuais muitas vezes não demonstram a diferença de uma rede real para um modelo computacional de uma rede. Uma forma atual que pode ser usada para se modelar essa power grid é usar o conceito de Multi-Apect Graph (Grafo Multi Aspecto — MAG), um modelo capaz de representar redes multicamadas, variáveis no tempo ou de alto nível, por meio da divisão dessas em uma lista de aspectos em um conjunto com cada aresta da rede. Esse modelo apresenta semelhanças com o modelo de grafo tradicional, mas, em comparação com grafos tradicionais, consegue abstrair redes de alta ordem, entre outras particularidades. O modelo de rede proposto neste trabalho permite analisar separadamente os pontos de geração daqueles de subestações, podendo assim se ter uma visão melhor sobre o funcionamento de uma rede elétrica real. Diferente de outras abordagens, o trabalho atual apresenta a importância de se analisar os diferentes aspectos da rede, além de demonstrar a diferença de uma rede real para os dados de uma rede, apresentando que para os dados, nós com poucas conexões são pouco relevantes, mas para uma rede real os mesmos podem ser de essenciais.
Abstract: The electrical grids consist of interconnected meshes responsible for the transportation and delivery of electricity to consumers. These networks have generation, transmission, and distribution points. These generation points are connected through transmission lines. The transmission grid created can be divided into subsystems, which prevent general failures, improve maintenance, and also provide safer service. In Brazil, there is the SIN (National Interconnected System), an electrical system that interconnects almost all regions of the country, formed by transmission and distribution networks, thus connecting generation plants to consumers. Due to the need for energy in people’s daily lives, this system must be modeled so that there are no unnecessary expenses for the installation of equipment and connection of networks, and so that it can serve customers without losses. These networks must be constructed considering the entire system, not just the connection from one point to another. Thus, this grid becomes complex, and its constant review becomes necessary, whether due to the creation of new lines, the removal of old lines/problems, or other reasons. Therefore, it is important to model this system to facilitate these processes and interactions between them. Current models often do not demonstrate the difference between a real network and a computational model of a network. A current approach that can be used to model this power grid is to use the concept of Multi-Aspect Graph (MAG), a model capable of representing multi-layered, time-variable, or high-level networks by dividing them into a list of aspects in a set with each edge of the network. This model has similarities with the traditional graph model but, compared to traditional graphs, can abstract higher-order networks, among other peculiarities. The network model proposed in this work allows for the separate analysis of generation points from substations, thus providing a better understanding of the operation of a real electrical network. Unlike other approaches, the current work emphasizes the importance of analyzing the different aspects of the network, as well as demonstrating the difference between a real network and network data, showing that for data, nodes with few connections are of little relevance, but for a real network, they can be essential.
Keywords: Transmissão
MAG
Grid
SIN
Transmission
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16701
Issue Date: 19-Dec-2023
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