Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14659
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
raniellivieirapombo.pdf11.4 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
Type: Dissertação
Title: Desenvolvimento de uma metodologia para avaliação da flexibilidade operacional entre sistemas de transmissão e distribuição
Author: Pombo, Ranielli Vieira
First Advisor: Passos Filho, João Alberto
Referee Member: Oliveira, Leonardo Willer de
Referee Member: Pavani, Ahda Pionkoski Grilo
Referee Member: Henriques, Ricardo Mota
Referee Member: Marcato, André Luis Marques
Referee Member: Peres, Wesley
Resumo: Esta dissertação tem como foco principal estudos relacionados à flexibilidade em Sistemas Elétricos de Potência (SEPs), sobretudo com foco na obtenção das Regiões de Flexibilidade (RFs), que são mapas no plano PQ capazes de representar a capacidade operativa em determinada barra de um sistema. Primeiramente, é realizada uma revisão a respeito das principais definições e conceitos direta ou indiretamente relacionados ao tema. Nesta revisão, também são abordados os papéis dos operadores dos sistemas de transmissão e distribuição no contexto da integração dos Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) e a necessidade de interação entre ambos para garantir a segurança da rede e a qualidade dos serviços. Além disso, é realizada uma revisão de trabalhos que abordam a construção de RFs, destacando metodologias de construção e suas principais características, além de possíveis aplicações envolvendo-as no contexto de prestação de serviços ancilares. Após a revisão bibliográfica, é realizada uma revisão detalhada de um método de construção de RFs, baseada em Fluxo de Potência Ótimo (FPO), destacando seu algoritmo e implementação realizada nesse trabalho. Além disso, são abordados os chamados Coeficientes de Flexibilidade (CFs), que são utilizados para quantificar a flexibilidade na interface entre o Transmission System Operator (TSO) e o Distribution System Operator (DSO) (interface TSO/DSO). Assim como a maioria dos métodos de construção de RFs observados na literatura, o método revisado apresenta limitações em representar não-convexidades na área da RF. Diante disso, é proposto neste trabalho um método de construção capaz de representá-las, denominado Método de Varredura Angular. O método proposto baseia-se em sucessivas soluções de um FPO em diferentes direções no plano PQ. Além disso, são propostos modelos matemáticos para representar, na modelagem do FPO, diferentes modelos de recursos flexíveis. Um método de construção de uma RF segmentada por níveis de perdas elétricas, capaz de mostrar o nível de perdas elétricas que o sistema assumirá ao se desviar de seu ponto de operação na interface TSO/DSO, também é proposto. Com base na teoria abordada, são apresentados estudos de caso visando avaliar as metodologias e explorar a aplicação das RFs. Os resultados mostram a capacidade do método proposto em representar uma RF mais confiável que o método encontrado na literatura, analisando, dentre outros, o custo computacional e as áreas de cobertura das RFs obtidas por cada método. Observa-se também a aplicabilidade dos CFs na identificação dos melhores pontos de conexão entre sistemas de transmissão e distribuição. A validação dos modelos de recursos flexíveis inseridos no FPO e seus impactos sobre a RF resultante também são apresentados, assim como a construção da RF segmentada.
Abstract: This master’s thesis has as its central focus studies related to flexibility in Electric Power Systems (EPSs), especially with an emphasis on obtaining Flexibility Regions (FRs), which are maps in the PQ plane capable of representing the operational capacity in a given bus of a system. First, a review is carried out regarding the main definitions and concepts directly or indirectly related to the theme. This review also addresses the roles of transmission and distribution system operators in the context of the integration of Distributed Energy Resources (DERs) and the need for interaction between them to ensure network security and service quality. In addition, a review of works that approach the construction of FRs is carried out, highlighting construction methodologies and their main characteristics, as well as possible applications involving them in the context of providing ancillary services. After the literature review, a detailed review of an FR construction method based on Optimal Power Flow (OPF) is performed, highlighting its algorithm and implementation carried out in this work. Furthermore, the so-called Flexibility Coefficients (FCs), used to quantify the flexibility in the interface between the Transmission System Operator (TSO) and the Distribution System Operator (DSO) (TSO/DSO interface), are discussed. As with most FR construction methods observed in the literature, the revised approach has limitations in representing non-convexities in the FR area. Therefore, it was proposed in this work a construction method capable of representing them called the Angular Sweep Method. The proposed method is based on successive solutions of an OPF in different directions in the PQ plane. Furthermore, mathematical models are proposed to represent, in the OPF modeling, distinct models of flexible resources. A method of construction of FR segmented by electrical loss levels, capable of showing the level of electrical losses that the system will assume when deviating from its operating point at the TSO/DSO interface, is also proposed. Based on the theory addressed, case studies are presented to evaluate the methodologies and explore the application of the FRs. The results show the ability of the proposed method to represent a more reliable FR than the method found in the literature, analyzing, among others, the computational cost and the coverage areas of the FRs obtained by each method. It also observed the applicability of the FCs to the identification of the best connection points between transmission and distribution systems. The validation of flexible resource models inserted in the OPF and their impacts on the resulting FR are also presented, as well as the construction of the segmented FR.
Keywords: Região de flexibilidade
Coeficiente de flexibilidade
Fluxo de potência ótimo
Interface TSO/DSO
Recurso energético distribuído
Flexibility region
Flexibility coefficient
Optimal power flow
TSO/DSO interface
Distributed energy resource
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00243
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14659
Issue Date: 29-Sep-2022
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons