Abordagem geométrica para o tratamento de erros grosseiros na estimação de estados trifásica em sistemas de distribuição de energia elétrica

Abstract

A evolução dos sistemas elétricos de distribuição pode ser observada pela automação da operação desses sistemas, assim como pela inserção da geração distribuída e desenvolvimento das infraestruturas avançadas de medição, as quais contemplam a utilização de medidores inteligentes. Concessionárias de distribuição de energia elétrica vêm melhorando seus meios de monitoramento, principalmente para melhorar a confiabilidade do serviço. Esta realidade traz consigo um aumento na quantidade de informações disponíveis, beneficiando a estimação de estados nesses sistemas. O estimador de estados passa a contar com um maior número de medições reais e as predições de cargas até então utilizadas para suprir a ausência de dados tendem a reduzir sua participação no processo. Quanto maior for a presença de dados em tempo real, mais confiável será a base de dados fornecida pelo estimador para a análise das condições de operação do sistema. Os métodos de estimação de estados utilizados na distribuição têm sido adaptados do sistema de transmissão, de forma que as suas particularidades não são totalmente consideradas. Diferentemente do sistema de transmissão, onde o equilíbrio entre as linhas permite a utilização do equivalente monofásico, o sistema de distribuição apresenta-se desequilibrado e com linhas não transpostas. Desta forma, a modelagem trifásica dos componentes é necessária. Este aspecto impacta diretamente no tratamento dos erros grosseiros e, consequentemente, implica modificações nas metodologias dos sistemas de transmissão aplicadas à distribuição. Assim sendo, a pesquisa visa desenvolver um estimador de estados trifásico para alimentadores do sistema de distribuição que atenda suas particularidades, formulado a partir do método dos mínimos quadrados ponderados e cujo tratamento de erros grosseiros dar-se-á em função da abordagem geométrica desse método.

The evolution of the electrical distribution systems can be observed through the automation of the operation of such systems, as well as through the insertion of the distributed generation and development of advanced metering infrastructures, which use smart meters. Utilities have been improving their means of monitoring, mainly to improve the service reliability. This reality brings an increased amount of information available, benefiting the state estimation in these systems. The state estimator rely on a greater number of real measurement and the load predictions used so far to eliminate the data absence tend to reduce its participation in the process. The greater the presence of real time data, most reliable will be the database provided by the estimator for the analysis of the operating system conditions. The methods of state estimation used in the distribution have been adapted from the transmission system, so that not all particularities are considered. Differently from the transmission system, in which the balanced system allow the utilization of its singlephase equivalent, the distribution system presents itself unbalanced and with non-transposed lines. In this way, it is necessary the three-phase modeling of all components. This aspect directly impacts the treatment of gross errors and, consequently, implies modifications in the transmission system methodologies applied to the distribution. Thus, the research aims to develop a three-phase state estimator for distribution system feeders which attends its particularities, formulated from the weighted least squares method. The geometric approach of the method will solve the gross errors problem.