Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35930
ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-8655-6808
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de uma nova ferramenta para análise de estabilidade de tensão no software PSP-UFU: uma plataforma gratuita e de código aberto para estudos de sistemas de potência
Alternate title (s): Development of a new tool for voltage stability analysis in a free and open source software package for power system studies
Author: Oliveira, Samuel Souto
First Advisor: Guimarães, Geraldo Caixeta
First member of the Committee: Moura, Fabricio Augusto Matheus
Second member of the Committee: Oliveira, Thales Lima
Third member of the Committee: Silva, Fernando Bento
Summary: Nos últimos anos vários índices de estabilidade de tensão têm sido desenvolvidos e implementados em programas de simulação de sistemas elétricos de potência com o intuito de auxiliar a análise do problema de instabilidade de tensão, resultando na criação de novas ferramentas computacionais capazes de aprimorar o planejamento e a operação do sistema. Seguindo esta proposta, o presente trabalho tem por objetivo implementar três índices de estabilidade de tensão dentro do programa PSP-UFU (um software livre e de código aberto que realiza estudo de estabilidade dinâmica e transitória, fluxo de potência, curto-circuito e harmônicos) e verificar o desempenho destes quando submetidos a análise dinâmica. O estudo é aplicado a dois casos, sendo o primeiro um sistema radial reduzido de três barras e o segundo o sistema IEEE 14 barras. Os testes são realizados através de incrementos sucessivos de carga em um determinado barramento até que a tensão deste se torne instável. Foram feitos testes considerando diferente tipos de cargas: potência constante, impedância constante e composição mista (40% impedância constante e 60% potência constante). No segundo caso ainda foi estudado o comportamento dos indicadores com e sem a atuação de AVRs. Todos os indicadores mostraram-se promissores, pois seus valores sensitivos diminuíram à medida que o sistema tendia a instabilidade. No segundo caso os indicadores foram capazes de mostrar que o colapso de tensão é postergado quando se utiliza AVRs. Evidencia-se, que o primeiro indicador, 𝑉𝑆𝐼1𝑖=Δ𝑉𝑖/Δ𝑄𝑐𝑖, apresentou a maior sensibilidade, detectando pequenos incrementos de carga, entretanto, o terceiro indicador, 𝑉𝑆𝐼3𝑖=Δ𝑉𝑖/Δ𝑆𝑐𝑖, apresenta a vantagem de contemplar duas situações extremas, incrementos de carga cujas potências sejam puramente ativa ou puramente reativa, contrastando com fato de que os indicadores 1 (𝑉𝑆𝐼1𝑖=Δ𝑉𝑖/Δ𝑄𝑐𝑖) e 2 (𝑉𝑆𝐼2𝑖=Δ𝑉𝑖/ΔP𝑐𝑖) tem sua aplicação limitada a somente uma dessas situações.
Abstract: In recent years, several voltage stability indices have been developed and implemented in simulation programs with the aim of helping the analysis of the voltage instability problem of electrical power systems, resulting in the creation of new computational tools capable of improving the system planning and operation. Following this proposal, the present work aims to implement three voltage stability indices within the PSP-UFU software (a free and open-source software that performs studies of transient and dynamic stability, power flow, short-circuit calculation and harmonic) and verify their performance, when submitted to dynamic analysis. The study is applied to two cases, the first is a reduced 3-bus radial system and the second the 14-bus IEEE system. The tests are carried out through successive increments of load on a given bus until its voltage becomes unstable. Tests were performed considering different types of loads: constant power, constant impedance and mixed composition (40% constant impedance and 60% constant power). In the second case, the behavior of the indices with and without the action of AVRs was studied. All indices proved to be promising, because their sensitive values decreased as the system tended to instability. In the second case, the indicators were also able to show that voltage collapse is delayed when using AVRs. It is noteworthy that the first indicator, 𝑉𝑆𝐼1𝑖=Δ𝑉𝑖/Δ𝑄𝑐𝑖, presented greater sensitivity, detecting small increments of load, however, the third indicator, 𝑉𝑆𝐼3𝑖=Δ𝑉𝑖/Δ𝑆𝑐𝑖, has the advantage of contemplating two extreme situations: load increments whose powers are purely active or purely reactive. In contrast, indicators 1 (𝑉𝑆𝐼1𝑖=Δ𝑉𝑖/Δ𝑄𝑐𝑖) and 2 (𝑉𝑆𝐼2𝑖=Δ𝑉𝑖/ΔP𝑐𝑖) can be applied to only one of these two situations.
Keywords: Índices de estabilidade de tensão
Sistemas de potência
Simulador dinâmico
Análise de sensibilidade
PSP-UFU
Voltage stability indices
Power systems
Dynamic simulator
Sensitivity analysis
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Subject: Engenharia elétrica
Tensão - Concentração
Sistemas de energia elétrica
Programação de sistemas (Computação)
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: OLIVEIRA, Samuel Souto. Desenvolvimento de uma nova ferramenta para análise de estabilidade de tensão no software PSP-UFU: uma plataforma gratuita e de código aberta para estudos de sistemas de potência. 2022. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.388
Document identifier: https://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.388
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35930
Date of defense: 18-Aug-2022
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica

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