Modelo matemático para a melhoria da estabilidade transitória de sistemas elétricos de potência baseado na mudança estrutural do sistema de transmissão

Abstract

Apresenta-se um modelo matemático, baseado na análise de sensibilidade, para a realização de controle de segurança dinâmica para a melhoria da estabilidade transitória de sistemas elétricos de potência. O controle de segurança dinâmica implementado consiste na alteração da impe-dância do sistema elétrico pela retirada/inclusão de linhas de transmissão. A proposta consiste em determinar um modelo de sensibilidade da margem de segurança do sistema em relação à admitância (impedância) do elemento considerado. Deste modo, pode-se estimar o impacto que as alterações no sistema de transmissão podem causar sobre a estabilidade transitória do sistema. Com as devidas adaptações, os resultados aqui apresentados podem ser estendidos para o caso do uso de dispositivos FACTS. A análise da estabilidade é realizada, via uso do conceito de sensibilidade da margem de segurança do sistema, que é determinada pelo Méto-do Direto de Lyapunov, por meio da função de energia total do sistema. Trata-se de um resul-tado que visa dar maior suporte ferramental aos planejadores e aos operadores dos sistemas de energia elétrica. Visando ilustrar os resultados auferidos com a aplicação do modelo proposto, são apresentados os resultados via simulações considerando-se dois sistemas de energia elétri-ca (sistema de 9 barras / sistema clássico Anderson & Fouad, e uma versão do sistema sul bra-sileiro).

This work presents a mathematical model based on sensitivity analysis for the implementation of Security Dynamic Control for improvement of transient stability of electric power systems. The Security Dynamic Control performed corresponds to system impedance change by out-put/input of transmission lines (TL’s). The propose aims to determine a sensitivity model for the security margin of the system in relation to the impedance (susceptance) of the considered element. Thus, it is possible estimate the influence of TL’s on transient stability. Considering adaptations and some simplifications, the results obtained with this proposal can be used for FACTS devices. The stability analysis is achieved using the Security Margin concept deter-mined by the direct Lyapunov (energy) method; it is a supporting tool to the planners and op-erators of electric power systems. In order to illustrate the results obtained with the application of the proposed model, the simulation results are presented considering two electric power systems (9-bus system / Anderson & Fouad classic system, and one version of the South Bra-zilian system).