https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18667
File | Description | Size | Format | |
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viniciuscurciodemoraes.pdf | PDF/A | 3.72 MB | Adobe PDF | View/Open |
Type: | Dissertação |
Title: | Estimação dos parâmetros de linhas de transmissão: uma abordagem utilizando medições fasoriais e representação em quadripolos |
Author: | Moraes, Vinícius Curcio de |
First Advisor: | Melo, Igor Delgado de |
Referee Member: | Moraes, Camile Arêdes |
Referee Member: | Dias, Bruno Henriques |
Resumo: | A estimação dos parâmetros de linhas de transmissão representa uma questão importante para os estudos de operação e planejamento de sistemas elétricos de potência. Esse tema explora recursos metodológicos destinados à obtenção dos parâmetros de impedâncias das linhas de transmissão através do monitoramento contínuo de variáveis elétricas. Dessa forma, com o advento da tecnologia dos sincrofasores, novas metodologias foram desenvolvidas com base em medições coletadas nos terminais de uma linha de transmissão utilizando as unidades de medição fasorial denominadas PMUs (Phasor Measurement Units). Esta dissertação apresenta uma nova abordagem baseada na formulação de um problema de otimização para a estimação dos parâmetros de impedância de linhas de transmissão em que a equação dos mínimos quadrados é usada como uma função objetivo a ser minimizada, sujeita a um conjunto de restrições associadas aos parâmetros de impedância de uma linha de transmissão. A linha é inicialmente modelada a partir de quadripolos com seções PI em série e posteriormente é realizada a inclusão de um modelo intermediário de falta de alta impedância para análise de falhas em sistemas de transmissão que não resultem na abertura de disjuntores, porém afetem o desempenho da linha durante sua operação. Como solução do problema de otimização proposto, os parâmetros de impedância de uma determinada linha de alta tensão podem ser calculados com erros de estimação reduzidos (menores que a própria acurácia dos medidores), bem como a distância referente à falta e a sua impedância correspondente. A principal contribuição deste trabalho é a representação de um modelo explícito de linhas de transmissão, em um problema de otimização formulado em coordenadas retangulares, para determinar parâmetros de linhas aéreas em tempo real, com o auxílio de PMUs. Para comprovar a aplicabilidade do método proposto, são realizados testes computacionais e simulações hardware-in-the-loop com o RTDS (Real Time Digital Simulator), as quais servem para validar os resultados e aplicabilidade do método proposto. |
Abstract: | The estimation of transmission line parameters represents a critical issue for the operation and planning studies of electric power systems. This topic explores methodological approaches aimed at obtaining the impedance parameters of transmission lines through the continuous monitoring of electrical variables. With the advent of synchrophasor technology, new methodologies have been developed based on measurements collected at the terminals of a transmission line using Phasor Measurement Units (PMUs). This dissertation presents a novel approach based on the formulation of an optimization problem for estimating the impedance parameters of transmission lines, where the least squares equation is used as an objective function to be minimized, subject to a set of constraints associated with the impedance parameters of a transmission line. The line is initially modeled using quadrupoles (two-port network) with series-connected PI sections, and subsequently, an intermediate high-impedance fault model is included to analyze faults in transmission systems that do not result in circuit breaker operation but still affect the line’s performance during its operation. As a solution to the proposed optimization problem, the impedance parameters of a given high-voltage line can be calculated with reduced estimation errors (smaller than the accuracy of the measuring devices themselves), as well as the fault location and its corresponding impedance. The main contribution of this work is the representation of an explicit transmission line model in an optimization problem formulated in rectangular coordinates to determine overhead line parameters in real time with the assistance of PMUs. To demonstrate the applicability of the proposed method, computational tests and hardware-in-the-loop (HIL) simulations are conducted using the RTDS (Real-Time Digital Simulator), which validate the results and the applicability of the proposed method. |
Keywords: | Estimação de parâmetros Linhas de transmissão Sistemas de potência Otimização Simulação computacional Parameter estimation Transmission lines Power systems Optimization Computational simulation |
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-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/18667 |
Issue Date: | 17-Feb-2025 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações) |
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