Avaliação operacional das redes de distribuição de energia elétrica usando métricas de resiliência

Abstract

Este trabalho propõe um método de análise para estimar investimentos em melhorias do sistema de distribuição com base na resiliência. Além do custo total da energia não suprida, a métrica de avaliação da resiliência é obtida para vários cenários de interrupção. Isso permite a modelagem de cenários de vulnerabilidade para eventos de alto impacto e baixa probabilidade, que são inerentemente não determinísticos. Considerando o valor em risco como uma métrica baseada em risco, que avalia a resiliência como o custo máximo de energia não suprida para a interrupção, além de um limite de risco predeterminado, α. A mitigação dos riscos pode ser alcançada reduzindo a vulnerabilidade da rede de distribuição usando técnicas modernas da rede inteligente, o que pode aumentar a resiliência operacional da rede. Assim, a rede de distribuição pode ser reavaliada através de uma ferramenta de visualização com base no sistema de informação geográfica que dá cores diferentes a cada nível de risco na representação gráfica dos alimentadores. A ferramenta de visualização com mapas de calor é proposta e implementada neste trabalho de graduação. Dessa forma, são determinados os valores em risco, e risco esperado, para quatro alimentadores reais cujos mapas de calor são comparados para diferentes limites. Os resultados mostram a eficácia do método proposto no suporte aos operadores da rede de distribuição na tomada de decisões de investimento para melhorar a resiliência do sistema.

This work proposes an analysis method to estimate investments in distribution system improvements based on resilience. In addition to the total cost of unsupplied energy, resilience assessment metrics are obtained for various outage scenarios. This enables the modeling of vulnerability scenarios for high-impact, low-probability events, which are inherently non-deterministic. Considering value at risk as a risk-based metric, which evaluates resilience as the maximum cost of energy not supplied to the outage, beyond a predetermined risk threshold, α. Risk mitigation can be achieved by reducing the vulnerability of the distribution network using modern smart grid techniques, which can increase the operational resilience of the network. Thus, the distribution network can be reassessed using a visualization tool based on the geographic information system that gives different colors to each risk level in the graphical representation of the feeders. The visualization tool with heat maps is proposed and implemented in this undergraduate work. In this way, the values at risk, and expected risk, are determined for four real feeders whose heat maps are compared for different limits. The results show the effectiveness of the proposed method in supporting distribution network operators in making investment decisions to improve system resilience.