Métodos de otimização aplicados no ajuste de ESPS e controladores de amortecimento inseridos no FACTS TCSC em sistemas elétricos de potência

Abstract

O trabalho tem como propósito principal a análise da estabilidade a pequenas perturbações em Sistemas Elétricos de Potência, que é representado pelo Modelo Sensibilidade de Potência. São analisados três sistemas teste, conhecidos na literatura como Sul-Brasileiro, simétrico de duas áreas e New England. A princípio os sistemas teste foram submetidos a um ponto de operação de modo a serem instáveis. É proposta a utilização dos Estabilizadores de Sistema de Potência e do dispositivo Thyristor Controlled Series Capacitor em conjunto com o controlador Power Oscillation Damping. Estes controladores possuem a função de inserir amortecimento adicional às oscilações de baixa frequência do Sistema Elétrico de Potência. Neste caso é necessário alocar e ajustar os parâmetros dos respectivos controladores de forma correta. As localizações dos controladores são determinadas pelos fatores de participação (Estabilizadores de Sistema de Potência) e a distância entre polo de interesse e zero da função de transferência de malha aberta do controlador Power Oscillation Damping (conjunto Thyristor Controlled Series Capacitor-Power Oscillation Damping). Para o ajuste de parâmetros dos controladores (Estabilizadores de Sistema de Potência e Power Oscillation Damping) são utilizados dois algoritmos de otimização baseados em enxame de partículas, sendo eles o Particle Swarm Optimization e de Bacterial Foraging Optimization orientado pelas formas de movimentação do Particle Swarm Optimization. A atuação dos controladores alocados e ajustados de acordo com os métodos propostos aumenta o amortecimento dos modos oscilatórios de baixa frequência dos sistemas teste. Este fato é verificado pela análise dos resultados obtidos

This work aims to analyze small signal stability in power systems represented by the power sensitivity model. Three test systems known in the literature, such as South Brazilian, Two Symmetrical Areas and New England are analyzed. At first, the systems were submitted to an operation point to become unstable. The Power System Stabilizers and the device Thyristor Controlled Series Capacitor with the Power Oscillation Damping controller are proposed to use. These controllers insert additional damping to the low frequencies oscillations. In this case, it is necessary to allocate and adjust the parameters of the controllers correctly. The controller position is determined by the participation factors (Power System Stabilizers) and the distance between the interest pole and the zero of the open-loop transfer function of the Power Oscillation Damping Controller (Thyristor Controlled Series Capacitor-Power Oscillation Damping).Two algorithms based on the particle swarm are used to adjust the controller parameters (Power System Stabilizer and the Power Oscillation Damping), that are Particle Swarm Optimization and Bacterial Foraging Optimization oriented by the movement forms of the Particle Swarm Optimization. The actuation of the controller both allocated and adjusted according to the proposedmethod improves the low frequency oscillation damping. The results obtained confirm this conclusion