Novo método para localização de faltas em redes de distribuição de energia elétrica baseado em medidas esparsas de tensão

Neste trabalho, um novo algoritmo de localização de faltas é proposto com base em medições de tensão esparsas sincronizadas e não sincronizadas. Para tornar o método proposto mais acessível, tecnicamente, neste trabalho apresenta-se um novo procedimento de manipulação da matriz de impedância que cria diferentes subsistemas. Tal procedimento permite que o processo de localização de faltas seja realizado por meio da resolução de sistemas determinados de equações, o que reduz a complexidade durante a localização das faltas. Para reduzir os efeitos da geração distribuída (GD), um novo conceito é apresentado para o cálculo da corrente de falta, onde dispositivos de medição não são requeridos em barras com GD. O local da falta é identificado via análise da variação de tensão na barra terminal de cada subsistema. O desempenho do método proposto é avaliado em três sistemas de distribuição diferentes com/sem GD. O software DIgSILENT® é utilizado para modelar as redes de distribuição. Os resultados da simulação mostram a robustez do método em vários cenários pré-falta e pós-falta e erros de medição.

Abstract (english)

In this work, a new fault location algorithm is proposed based on sparse synchronized and non-synchronized voltage measurements. To make the proposed method more technically accessible, this work presents a new impedance matrix manipulation procedure that creates different subsystems. Such a procedure allows the fault location process to be carried out by solving determined systems of equations, which reduces the complexity during the fault location. To reduce the effects of distributed generation (DG), a new concept is presented for the fault current calculation, where measuring devices are not required at buses with DG. The fault is located by analyzing the voltage sag at the terminal-bus of each subsystem. The performance of the proposed method is evaluated in three different distribution systems with/without DG. DIgSILENT® software is used to model distribution networks. The simulation results show the robustness of the proposed method under several pre- and during-fault scenarios and measurement errors.

Keywords

Redes de distribuição, Medidas esparsas, Subsistemas, Geração distribuída, Localização de faltas, Distribution networks, Sparse measurements, Subsystems, Distributed generation, Fault location