Análise do estimador de estados para redes de distribuição de energia elétrica

Abstract

Em redes de distribuição desbalanceadas com topologia radial, o uso dos métodos de varredura é vantajoso quando comparado aos métodos tradicionais de resolução do fluxo de potência. Quanto ao método de varredura, devido à sua simplicidade e rápida convergência, estudos, variações e aprimoramentos do algoritmo têm sido constantemente realizados. Neste trabalho a equação biquadrada para determinar a magnitude da tensão nodal dentro de um algoritmo de fluxo de potência ramificado é expandida para as redes de distribuição trifásicas. Após resolver o fluxo de potência, a equação biquadrada é aplicada ao algoritmo de estimação de estados devido à facilidade de correlacionar as variáveis elétricas na forma real, ou seja, sem a necessidade do cálculo do ângulo. O algoritmo é desenvolvido e, então, analisado sob uma rede trifásica de distribuição de energia elétrica com topologia radial de 135 barras, em que as medidas são obtidas com diferentes precisões, e posteriormente comparadas com os valores teóricos calculados na resolução do fluxo de potência. Os resultados demonstram a eficiência do método proposto para estimação de estados na redução dos erros de medição em ambos os casos, monofásico e trifásico. A máxima redução da variância é de 54% no fluxo de potência ativa monofásico e 34,3% no fluxo de potência reativa na fase C no caso trifásico.

In unbalanced distribution networks with radial topology, the use of sweeping methods is advantageous when compared to traditional methods of power flow resolution. As for the sweeping method, due to its simplicity and fast convergence, studies, variations and improvements of the algorithm have been constantly performed out. In this work the bi-square equation to determine the magnitude of the nodal voltage within a branched power flow algorithm is expanded to three-phase distribution networks. After solving the power flow, the bi-square equation is applied to the state estimation algorithm due to the ease of correlating to electrical variables in real form, that is, without the need to calculate the angle. The algorithm is developed and then analyzed under a three-phase electrical energy distribution network with a radial topology of 135 bars, in which the measurements are obtained with different precisions, and later compared with the theoretical values calculated in the resolution of the power flow. The results demonstrate the efficiency of the proposed method for state estimation in reducing measurement errors in both single-phase and three-phase cases. The maximum variance reduction is 54% in the single-phase active power flow and 34.3% in the reactive power flow in phase C in the three-phase case.