Planejamento dos controles e do suporte de potência reativa de um sistema elétrico de potência considerando formulação suave, restrições de estabilidade de tensão e intervalos de potência (2025)
- Authors:
- Autor USP: BEORDO, LUCAS - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEL
- DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-26112025-084601
- Subjects: SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA; PLANEJAMENTO ENERGÉTICO; ESTABILIDADE DE SISTEMAS
- Keywords: Controle de reativos; Estabilidade de tensão; Métodos de otimização; Suavização de limites
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: O planejamento da operação e a operação de um Sistema Elétrico de Potência (SEP) consistem em programar e impor, no momento apropriado, ações de controle ao SEP de modo que a carga seja atendida ao menor custo e os índices de qualidade e segurança sejam cumpridos durante toda a operação. Este trabalho tem por objetivo desenvolver ferramentas para auxiliar o operador do sistema no planejamento da operação e na operação do sistema de um Sistema Elétrico de Potência (SEP), particularmente no planejamento e alocação de recursos de controles de tensão e suporte de reativos. Três contribuições desta tese contribuem para alcançar esse objetivo: 1) uma formulação do Fluxo de Potência Ótimo (FPO) que avalia o SEP em três níveis de carregamento foi proposta, estendida e validada em SEPs de grande porte. Os três níveis de carregamento têm por objetivo garantir que os requisitos operacionais de um SEP sejam cumpridos ao longo de um intervalo de potência especificado. Devido ao alto custo computacional requerido para tratar três níveis de carregamento, um procedimento iterativo de resolução do problema de FPO e uma técnica de identificação de contingências redundantes foram utilizados, a fim de reduzir o tempo computacional dispendido para se determinar as ações de controle do SEP. 2) Outra formulação foi proposta para identificar o máximo nível de carregamento em que o planejamento poderia ser realizado e uma metodologia foi proposta para identificar as contingências críticas e os gargalos de um SEP. 3) Finalmente, utilizando-se de um método de suavização de limites, a formulação proposta de FPO foi reformulada para permitir a comutação automática na modelagem das barras PV em barras PQ, quando limites de geração reativa são atingidos, durante a resolução do problema de otimização, contribuindo para expandir o espaço de busca por soluções na resolução do FPO, aumentando a zona de convergência naresolução do FPO e melhorando o desempenho do SEP. Os resultados obtidos na extensão da formulação que avalia o SEP em três níveis de carregamento mostraram que a formulação proposta foi capaz de determinar ações de controle eficientes em manter os requisitos operacionais dos sistemas de 14, 57 e 300 barras satisfeitos durante todo o intervalo de potência, inclusive as restrições de margem de estabilidade de tensão. O procedimento iterativo aliado à identificação de contingências redundantes foi capaz de reduzir em 89% o tempo para se determinar as ações de controle do SEP de 300 barras. A formulação proposta para identificar o máximo nível de carregamento foi 100% eficaz em determinar o máximo nível de carregamento em que o planejamento poderia ser realizado. A combinação das metodologias propostas para identificar as contingências críticas do sistema mostraram ser capazes de indicar as contingências críticas do sistema. A combinação da resolução da formulação que determina o máximo nível de carregamento e da análise dos custos marginais mostraram ser capazes de identificar corretamente os gargalos do sistema. Por fim, a formulação que realiza o planejamento da operação suavizada foi capaz de expandir o espaço de busca por soluções em relação à formulação tradicional do FPO, determinando soluções onde o FPO tradicional não foi capaz de determinar
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
- Data da defesa: 29.09.2025
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- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
BEORDO, Lucas. Planejamento dos controles e do suporte de potência reativa de um sistema elétrico de potência considerando formulação suave, restrições de estabilidade de tensão e intervalos de potência. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-26112025-084601/. Acesso em: 04 dez. 2025. -
APA
Beordo, L. (2025). Planejamento dos controles e do suporte de potência reativa de um sistema elétrico de potência considerando formulação suave, restrições de estabilidade de tensão e intervalos de potência (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-26112025-084601/ -
NLM
Beordo L. Planejamento dos controles e do suporte de potência reativa de um sistema elétrico de potência considerando formulação suave, restrições de estabilidade de tensão e intervalos de potência [Internet]. 2025 ;[citado 2025 dez. 04 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-26112025-084601/ -
Vancouver
Beordo L. Planejamento dos controles e do suporte de potência reativa de um sistema elétrico de potência considerando formulação suave, restrições de estabilidade de tensão e intervalos de potência [Internet]. 2025 ;[citado 2025 dez. 04 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-26112025-084601/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-26112025-084601 (Fonte: oaDOI API)
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