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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2012.tde-14052012-103104
Document
Author
Full name
Scheila Valechenski Biehl
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2012
Supervisor
Committee
Costa, Geraldo Roberto Martins da (President)
Andretta, Marina
Asada, Eduardo Nobuhiro
Kagan, Nelson
Vieira Júnior, José Carlos de Melo
Title in Portuguese
Uma nova abordagem para resolução de problemas de fluxo de carga com variáveis discretas
Keywords in Portuguese
Fluxo de carga
Método de região de confiança
Método do gradiente conjugado de Steihaug
Mínimos quadrados não lineares
Restrições de complementaridade
Técnica de filtros multidimensionais
Abstract in Portuguese
Este trabalho apresenta uma nova abordagem para a modelagem e resolução de problemas de fluxo de carga em sistemas elétricos de potência. O modelo proposto é formado simultaneamente pelo conjunto de equações não lineares que representam as restrições de carga do problema e por restrições de complementaridade associadas com as restrições de operação da rede, as quais propiciam o controle implícito das tensões nas barras com controle de geração. Também é proposta uma técnica para a obtenção dos valores discretos dos taps de tranformadores, de maneira que o ajuste dessas variáveis possa ser realizado em passos discretos. A metodologia desenvolvida consiste em tratar o sistema misto de equações e inequações não lineares como um problema de factibilidade não linear e transformá-lo em um problema de mínimos quadrados não lineares, o qual é resolvido por uma sequência de subproblemas linearizados dentro de uma região de confiança. Para a obtenção de soluções aproximadas desse subproblema foi adotado o método do gradiente conjugado de Steihaug, combinando estratégias de região de confiança e filtros multidimensionais para analisar a qualidade das soluções fornecidas. Foram realizados testes numéricos com os sistemas de 14, 30, 57, 118 e 300 barras do IEEE, e com um sistema brasileiro equivalente CESP 53 barras, os quais indicaram boa flexibilidade e robustez do método proposto.
Title in English
A new approach for solving load flow problems with discrete variables
Keywords in English
Complementarity constraints
Load flow problem
Multidimensional filter technique
Nonlinear least squares
Steihaug conjugate gradient method
Trust region method
Abstract in English
This work presents a new approach to the load flow problem in electrical power systems and develops a methodology for its resolution. The proposed model is simultaneously composed by nonlinear equations and inequations which represent the load and operational restrictions of the system, where a set of complementarity constraints model the relationship between voltage and reactive power generation in controled buses. It is also proposed a new technique to obtaining a discrete solution for the transformer taps, allowing their discrete adjustment. The method developed treats the mixed system of equations and inequations of the load flow problem as a nonlinear feasibility problem and converts it in a nonlinear least squares problem, which is solved by minimizing a sequence of linearized subproblems, whitin a trust region. To obtain approximate solutions at every iteration, we use the Steihaug conjugate gradient method, combining trust region and multidimensional filters techniques to analyse the quality of the provided solution. Numerical results using 14, 30, 57, 118 and 300-bus IEEE power systems, and a real brazilian equivalent system CESP 53-bus, indicate the flexibility and robustness of the proposed method.
 
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Sxcheila.pdf (1.99 Mbytes)
Publishing Date
2012-05-21
 
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