Otimização e coordenação da proteção de sistemas elétricos de distribuição

Abstract

Este projeto foi desenvolvido com o objetivo de otimizar a alocação e coordenar as proteções de um alimentador de distribuição de energia elétrica. Para isto, é necessário o levantamento dos dados deste sistema, como a topologia, número de consumidores com sua respectiva disposição ao longo dos trechos, assim como o ordenamento das cargas e das taxas de falha temporária e permanente. Com estas informações, um modelo de programação não linear binária é gerado através do MATLAB. Este modelo compreende a função objetivo definida pelo indicador de confiabilidade SAIFI (System Average Interruption Frequency) e uma série de restrições. A resolução deste modelo resulta nas localizações otimizadas dos dispositivos de proteção. Como o método de solução do modelo, o algoritmo BARON é utilizado neste trabalho. Dadas as posições de cada dispositivo de proteção, o sistema é inserido no SKM Power Tools, onde são realizadas as análises de fluxo de potência e curto-circuito. A etapa final do projeto consiste na coordenação de todos os elementos de proteção, de forma que o resultado é um sistema otimizado e devidamente protegido por relés, religadores e fusíveis.

This project was developed in order to optimize the allocation and coordinate the protection of a power distribution feeder. For this, it is necessary to gather data of the system, such as topology, number of customers and their respective position in the sections, as well as the ordering of loads and the temporary and permanent failure rates. With this information, a nonlinear binary programming model is generated using the MATLAB. This model includes the objective function defined by the reliability indicator SAIFI (System Average Interruption Frequency) and a series of restrictions. The resolution of this model results in the optimal locations of the protective devices. As the method for solving the model, the BARON algorithm is used in this project. Given the positions of each protection device, the system is inserted into the SKM Power Tools, where power flow and short-circuit analysis are performed. The final stage of the project consists in coordinating all the protection elements, so that the result is a system optimized and properly protected by relays, reclosers and fuses.