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Tipo: Dissertação
Título: Metodologia para estimação integrada de estados e parâmetros em sistemas elétricos de potência
Autor(es): Bojorge, Esteban Vicente Aguilar
Primeiro Orientador: Oliveira, Leonardo Willer de
Co-orientador: Melo, Igor Delgado de
Membro da banca: Souza, Julio Cesar Stacchini de
Membro da banca: Passos Filho, João Alberto
Resumo: Esta dissertação apresenta uma nova metodologia para estimação de estados (EE) em sistemas elétricos de potência na presença de erros grosseiros de medição e erros de parâmetros de impedância em linhas de transmissão. As medições são obtidas através de medidores fasoriais sincronizados e são processadas através do tradicional algoritmo de Mínimos Quadrados Ponderados (MQP). A partir disso, será analisada a presença de erros grosseiros de medição ou de parâmetro. Primeiramente, é realizada a detecção dos erros através da avaliação estatística prévia da função objetivo a partir de simulações de Monte Carlo. Posteriormente, a identificação dos erros é feita através da inspeção dos resíduos de medição do estimador. As linhas referentes às medições cujos resíduos forem superiores ao limite estabelecido para o sistema serão categorizadas como suspeitas. Por fim, com o intuito de corrigir possíveis erros grosseiros, o MQP é modificado de forma a acomodar um vetor de estados expandido que, além de determinar os estados (tensões fasoriais em todas as barras da rede), calcula fatores de calibração para correção tanto das medições quanto dos parâmetros do sistema. O cálculo é realizado através de um problema de otimização em que os fatores de calibração podem assumir diferentes valores e alterar as medições e parâmetros das linhas suspeitas respeitando limites inferiores e superiores. A partir da solução do problema, os estados e os fatores são determinados, permitindo identificar as grandezas errôneas e corrigi-las. Diferentes métodos de otimização são empregados e discutidos e os testes foram realizados nos sistemas IEEE 24 barras, IEEE 118 barras e um sistema teste brasileiro de 107 barras. Todos os casos de estudo são comparados com o fluxo de potência tradicional para validar a EE.
Abstract: This dissertation presents a new methodology for state estimation (SE) in electric power systems in the presence of bad data and impedance parameter errors in transmission lines. The measurements are obtained through synchronized phasor measurement units and processed using the traditional Weighted Least Squares (WLS) algorithm. Based on this, the presence of gross measurement or parameter errors is analyzed. First, error detection is performed through a preliminary statistical evaluation of the objective function using Monte Carlo simulations. Then, error identification is carried out by inspecting the estimator’s measurement residuals. Lines whose residuals exceed the predefined system threshold are categorized as suspicious. Finally, to correct potential gross errors, the WLS algorithm is modified to accommodate an expanded state vector, which not only determines the system states (phasor voltages at all network buses) but also computes calibration factors to correct both measurements and system parameters. The calculation is performed through an optimization problem in which the calibration factors can assume different values, adjusting the measurements and parameters of the suspicious lines while respecting predefined upper and lower limits. From the problem’s solution, the states and calibration factors are determined, allowing erroneous values to be identified and corrected. Different optimization methods are employed and discussed, and tests are conducted on the IEEE 24-bus, IEEE 118-bus, and a Brazilian 107-bus test system. All case studies are compared with the traditional power flow method to validate the SE approach.
Palavras-chave: Estimação de estados
Estimação de parâmetros
Erros grosseiros
Sistemas de potência
Otimização
State estimation
Parameter estimation
Bad data
Power systems
Optimization
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18851
Data do documento: 20-Mar-2025
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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