Estudos e soluções para o diagnóstico de faltas em sistemas de energia elétrica com fontes baseadas em inversores (2025)
- Authors:
- Autor USP: DAVI, MOISÉS JUNIOR BATISTA BORGES - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEL
- DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-14022025-101421
- Subjects: PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS; TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA; GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA; FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA; CONVERSORES ELÉTRICOS; FALHA
- Keywords: Gerações baseadas em inversores.
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Os impactos climáticos e o acelerado esgotamento das reservas de combustíveis fósseis têm evidenciado as gerações renováveis como solução para o atendimento de demandas energéticas atuais e futuras. Assim, tem sido notada uma massiva integração de fontes baseadas em inversores, do inglês Inverter-Based Resources (IBRs), nos sistemas elétricos do Brasil e do mundo. Neste novo cenário, as características operacionais atípicas das IBRs têm preocupado pesquisadores, visto que as funções de proteção e metodologias para o diagnóstico de faltas foram concebidas com base no comportamento de geradores convencionais, agora influenciado pela presença de IBRs no sistema. Mediante tal problemática, esta Tese propõe uma ferramenta completa para o diagnóstico de faltas em sistemas com IBRs, sendo englobadas metodologias para a detecção de distúrbios, classificação de faltas e localização das mesmas. A metodologia de detecção de distúrbios combina os potenciais da Transformada Wavelet Discreta e da Morfologia Matemática na criação de limiares autoajustáveis para sua tomada de decisão, dispensando quaisquer análises ou parametrizações pelo usuário. Já o método de classificação de faltas / seleção das fases envolvidas (com ou sem o envolvimento da terra) , opera com base em grandezas incrementais e limiares autoajustáveis, eliminando o processo de estimação fasorial e possibilitando decisões mais rápidas e confiáveis também sem a necessidade de ajustes pelo usuário. Finalizando o diagnóstico de faltas, a metodologia multimétodo de localização de faltas engloba uma proposta de modificação do método Takagi de sequência zero e proporciona uma redução expressiva dos erros nessa tarefa para sistemas com IBRs. Para a validação dos métodos desenvolvidos, foi considerada uma base de dados representativa de simulações obtidas de dois sistemas elétricos, com diferentes níveis de tensão e topologias de IBRs. Amodelagem dos sistemas e IBRs foi conduzida no software PSCAD/EMTDC, sendo realizadas análises adicionais também no software MATLAB. As investigações, proposições e validações conduzidas, possibilitaram ultrapassar a fronteira do conhecimento sobre o tópico de diagnóstico de faltas em linhas de transmissão de sistemas com IBRs. Por fim, são sumarizadas e integradas as contribuições complementares desta Tese na análise de impactos de IBRs em sistemas de proteção e também na investigação de metodologias baseadas em aprendizagem de máquina para o diagnóstico de faltas em sistemas com IBRs, sendo fornecidos aprendizados e contribuições ao estado da arte em ambos os tópicos
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
- Data da defesa: 03.02.2025
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
DAVI, Moisés Junior Batista Borges. Estudos e soluções para o diagnóstico de faltas em sistemas de energia elétrica com fontes baseadas em inversores. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-14022025-101421/. Acesso em: 08 abr. 2026. -
APA
Davi, M. J. B. B. (2025). Estudos e soluções para o diagnóstico de faltas em sistemas de energia elétrica com fontes baseadas em inversores (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-14022025-101421/ -
NLM
Davi MJBB. Estudos e soluções para o diagnóstico de faltas em sistemas de energia elétrica com fontes baseadas em inversores [Internet]. 2025 ;[citado 2026 abr. 08 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-14022025-101421/ -
Vancouver
Davi MJBB. Estudos e soluções para o diagnóstico de faltas em sistemas de energia elétrica com fontes baseadas em inversores [Internet]. 2025 ;[citado 2026 abr. 08 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-14022025-101421/ - Insights and challenges on the protection of grid-forming converter interconnection lines
- Assessment of traveling wave-based functions in inverter-based resource interconnecting lines
- A review of signal processing for fault diagnosis in systems with inverter-based resources and an improved high-frequency component-based disturbance detector
- Effects of system stray capacitances on overcurrent and directional traveling wave protections applied to lines near inverter-based resources
- Classificação de faltas em linhas de interconexão de gerações baseadas em inversores: desvendando o potencial dos métodos de machine learning
- Maturity analysis of protection solutions for power systems near inverter-based resources
- Exploring the potential of a machine learning-based methodology for fault classification in inverter-based resource interconnection lines
- An impedance-multi-method-based fault location methodology for transmission lines connected to inverter-based resources
- Pseudo-incremental normalized quantity-based phase selection method for systems with conventional and inverter-based resources
- A novel high-sensitivity time-domain fault classifier applied to inverter-based resource interconnection lines
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