https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16536
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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marianabrinatialtomar.pdf | PDF/A | 3.36 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
Tipo: | Tese |
Título: | Otimização da conexão de geração eólica em sistemas de potência considerando a técnica de Transmission Switching |
Autor(es): | Altomar, Mariana Brinati |
Primeiro Orientador: | Passos Filho, João Alberto |
Membro da banca: | Oliveira, Bráulio César de |
Membro da banca: | Dias, Bruno Henriques |
Membro da banca: | Oliveira, Leonardo Willer de |
Membro da banca: | Peres, Wesley |
Resumo: | O crescimento contínuo do investimento em energia eólica nos últimos anos fez o Brasil se destacar no ranking mundial que mede a capacidade instalada deste tipo de geração. Estudos recentes estão sendo focados em Parques Eólicos Offshore (PEO). Considerando a instalação de novos PEO em locais pré-definidos por estudos de vento, a determinação dos melhores pontos de conexão dos PEO à rede do sistema onshore requer uma análise abrangente, que leva em consideração as restrições técnicas, econômicas e ambientais. Neste trabalho são propostas três metodologias cujo objetivo é maximizar a utilização da energia eólica firme determinando o ponto ideal da conexão de parques eólicos (PE), offshore ou não, em um Sistema Elétrico de Potência (SEP), considerando as perdas elétricas do sistema de transmissão existente, assim como os limites de linhas de transmissão e multi cenários de cargas. A primeira metodologia é baseada na técnica de Optimal Transmission Switching (OTS) e visa a conexão ótima de um PEO a um sistema onshore, combinação de temas que não foi muito explorada na literatura. Essa metodologia considera uma lista de linhas de transmissão candidatas à conexão da geração eólica. Também é levado em consideração o critério de segurança N-1. A segunda metodologia considera uma nova formulação dos Fatores de Distribuição de Transferência de Potência (FDTP). Normalmente, os FDTP são calculados com base no fato de que todo o desbalanço de potência em uma barra do sistema será absorvido por sua barra de referência. Porém, uma contribuição deste trabalho é a proposição de uma nova formulação do FDTP para realizar uma análise mais realista da operação de um sistema, desenvolvida com base na metodologia de Fluxo de Potência Linear (FPL) e nos fatores de participação dos geradores convencionais. Nesta metodologia diferentes PE podem ser conectados ao sistema, simultaneamente. Os resultados são comparados aos obtidos pela formulação original de FDTP para determinar os benefícios da nova abordagem. A terceira metodologia é uma combinação das outras duas, de forma a aproveitar as vantagens de ambas. Um PEO é conectado através de uma única conexão dentre um grupo de linhas candidatas. São feitas análises considerando as variações diárias da demanda através de patamares de carga e também o critério de segurança N-1. As metodologias foram implementadas utilizando Python 3 e foram avaliadas considerando os Sistemas 6-Barras, 11-Barras, Teste de Confiabilidade do IEEE e IEEE 118-Barras. Os resultados apresentados validam e demonstram a eficácia das técnicas propostas. |
Abstract: | The continuous growth of investment in wind energy in recent years has made Brazil stand out in the world ranking that measures the installed capacity of this type of generation. Recent studies are focusing on Offshore Wind Farms (OWFs). Considering the installation of new OWFs in locations pre-defined by wind studies, determining the best connection points for OWF to the onshore system grid requires a comprehensive analysis that takes into account technical, economic and environmental restrictions. In this work, three methodologies are proposed whose objective is to maximize the use of firm wind energy by determining the ideal connection point for wind farms (WFs), offshore or not, in an Electrical Power System (EPS), taking into account the electrical losses of the existing transmission system, as well as the limits of transmission lines and multiple load scenarios. The first methodology is based on the Optimal Transmission Switching (OTS) technique and aims to optimally connect an OWF to an onshore system, a topic that has not been explored much in the literature. This methodology considers a list of candidate transmission lines for connecting the wind generation. The N-1 security criterion is also accounted for. The second methodology considers a new formulation of the Power Transfer Distribution Factors (PTDF). Usually, PTDFs are calculated based on the fact that the system’s reference bus will absorb any power imbalance. However, one of the contributions of this work is the proposal of a new PTDF formulation to carry out a more realistic analysis of a system’s operation, developed based on the Linear Power Flow (LPF) methodology and the conventional generators’ participation factors. Different WFs can be connected to the system simultaneously. The results are compared to those obtained by the original PTDF formulation to determine the benefits of the new approach. The third methodology is a combination of the other two to take advantage of both. An OWF is connected via a single connection from a group of candidate lines. Analyses are carried out considering the daily variations in demand through load levels and the N-1 security criterion. The proposed methodologies were implemented using Python 3 and were evaluated considering the 6-Bus, 11-Bus, IEEE Reliability Test and IEEE 118-Bus systems. The results presented validate and demonstrate the effectiveness of the proposed techniques. |
Palavras-chave: | Fator de distribuição de transferência de potência Fluxo de potência linear Fluxo de potência ótimo linear Geração eólica offshore Máxima penetração de energia eólica Optimal transmission switching Perdas elétricas Electrical Losses. Linear optimal power flow Linear power flow Maximum penetration of wind energy Optimal transmission switching Power transfer distribution factors |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
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 Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Licenças Creative Commons: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16536 |
Data do documento: | 4-Dez-2023 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses) |
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