Análise da influência do número de medidores na estimação de estados em sistemas de distribuição de energia elétrica

Abstract

A análise, detecção, tratamento e o ajuste de medidas se tornaram pontos prioritários em estudos que visam o avanço de sistemas de controle em Sistemas Elétricos de Potência. Neste aspecto é sempre esperado o preparo de medidas preventivas, justamente para que problemas como mudanças nas condições de operação de carga não afetem os sistemas como um todo. Para uma análise prévia de operação e controle, o nível de segurança atual do sistema é requisitado, sendo o mesmo obtido através da aquisição de modelos da rede e a tensão complexa em todas as barras. Para isto, o Estimador de Estados é um ótimo recurso para controle e gerenciamento. Neste projeto de diplomação foi estudada a influência de medidores em resultados de estimação de estados em um sistema de distribuição de energia elétrica. O sistema de distribuição modelado neste projeto foi o alimentador de Média Tensão IEEE 13 Node Test Feeder. Foi realizada uma parametrização em um algoritmo de estimação de estados proveniente de um repositório Distribution System State Estimator (DSSE), desenvolvido no software matemático MATLAB©. Foram propostos quatro casos para avaliação dos medidores, onde os três primeiros avaliaram a influência de adição de medidores na resposta estimada e no último caso, a variação da precisão do medidor em um nó determinado.Para os Casos 1, 2 e 3, a variação da média do erro relativo percentual em todas as fases da magnitude de tensão foi de 0,18%, 0,11% e 0,08%. Para o Caso 4, com cenários considerados de erro máximo de medidor de 90%, 60% e 30%, a média do erro relativo percentual foi 0,25% para o Caso 4A, 0,22% para Caso 4B e 0,16% para o Caso 4C.

The analysis, detection, treatment, and adjustment of measurements have become priority points in which they aim to advance control systems in electrical power systems. In this aspect, the preparation of preventive measures is always expected, precisely so that problems such as changes in load operating conditions do not affect the systems as a whole. For a previous analysis of operation and control, the system's current security is requested, as obtained through the acquisition of models of the network and the complex voltage in all the buses. For this, the State Estimator is a great resource for control and management. This diploma project studied the influence of meters on state estimation results in an electric energy distribution system. The distribution system used in this project was the IEEE 13 Node Test Feeder medium voltage distribution network. A parameterization was performed in a state estimation algorithm from a Distribution System State Estimator (DSSE) repository, developed in MATLAB© mathematical software. Four cases were proposed to evaluate the meters, where the first three evaluated the influence of adding meters on the estimated response, and the last case, the variation of the meter precision in a given node. For Cases 1, 2 and 3, the average variation of the percentage relative error in all phases of the voltage magnitude was 0.18%, 0.11% and 0.08%. For Case 4, with scenarios considered with maximum meter error of 90%, 60% and 30%, the average percentage relative error was 0.25% for Case 4A, 0.22% for Case 4B and 0.16% for Case 4C.