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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2020.tde-16062023-102649
Document
Author
Full name
Guilherme Yuji Kume
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2020
Supervisor
Committee
Asada, Eduardo Nobuhiro (President)
Almeida, Madson Cortes de
Arioli, Fernanda Caseno Trindade
Title in Portuguese
Estimação de estado para redução da múltipla localização de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica
Keywords in Portuguese
estimação de estado
localização de faltas
redução da múltipla estimação
sistemas de distribuição de energia elétrica
Abstract in Portuguese
O controle e a supervisão dos Sistemas de Distribuição (SDs) vêm sendo amplamente aprimorados devido ao aumento da complexidade na operação da rede, principalmente pela penetração da Geração Distribuída (GD). Porém, um dos desafios encontrado é a localização, de maneira rápida e precisa, das faltas na rede, de modo a não ultrapassar os limites relacionados aos indicadores de qualidade do serviço estabelecido pelos órgãos regulamentadores. Nesse contexto, esta pesquisa propõe uma metodologia para localização de faltas em SDs radiais. Para tanto, foi utilizada a localização do defeito por meio do cálculo da impedância aparente, técnica amplamente empregada no sistema de transmissão. Ademais, foi proposta uma melhoria na convergência do método, além redução da múltipla estimação intrínseca da metodologia. A mitigação do problema é realizada por meio do Estimador de Estado baseado em Correntes (EEC), em que as variáveis de estado são as correntes nos ramos e, por meio da avaliação dos resíduos normalizados das medidas, simulados a partir de cenários hipotéticos dos possíveis locais da falta, identifica-se o correto local. Os resultados foram avaliados em um sistema real com 135 barras e se mostraram promissores. As variações na resistência, distância e o tipo de falta não afetaram no desempenho do algoritmo. Já a alocação de medidores, bem como os testes de sensibilidade impactaram na precisão do algoritmo. Sendo assim, um conjunto de soluções foi apresentado, visando filtrar os possíveis locais do defeito, advindo do método da impedância. Para tanto, foi realizada uma classificação, por ordem de maior probabilidade de ocorrência da falta, a partir da métrica adotada. Dessa forma, a metodologia desenvolvida se mostrou promissora para ser aplicada em redes de distribuição com geradores distribuídos.
Title in English
State estimation for reduce multiple fault locations in the electrical distribution systems
Keywords in English
distribution systems
fault location
reduction of multiple estimation
state estimation
Abstract in English
Control and supervision of Distribution Systems (DSs) are improving due to the increased complexity of network operation, mainly by the penetration of Distributed Generation (DG). However, one of the challenges encountered is to quickly and accurately locate the network faults not to exceed the limits related to the quality of service indicator established by the regulatory agency. Therefore, this research proposes a fault location method for the distribution systems. The technique applied is impedance-based, widely used in transmission systems. Besides, an improvement in the technique's convergence and reduced the methodology's multiple estimations problem are performed. The problem is mitigated using the Current-Based State Estimator. The state variables are the currents in the branches. The correct fault location identification is through an evaluation of the measurements normalized residuals, simulated from hypothetical scenarios of the possible fault locations, the correct location of the fault. The results were evaluated for the real system with 135 buses and proved to be promising. Variations in resistance, distance, and the type of fault did not affect the algorithm's performance. The allocation of meters and sensitivity tests had an impact on the accuracy of the algorithm. Thus, based on the adopted metric, a classification was carried out to the highest probability of occurrence of the fault and, then, the identification of short-circuit location. Therefore, the developed methodology can be applied to distribution systems with particular characteristics.
 
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Publishing Date
2023-06-19
 
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