presentación de powerpoint - fi.mdp.edu.ar fileforam implementados os métodos desacoplado rápido...
TRANSCRIPT
Fluxo de Carga em Redes Modernas de
Distribuição de Eletricidade
Code: 12.026
C.C Martins, O. R. Saavedra e V. L. Paucar
Universidade Federal do Maranhão - UFMA
17/11/2017 1
Resolver o problema de fluxo de carga em
sistemas de distribuição modernos, utilizando o
método Primal Três Passos.
Verificar o comportamento do método em sistema
com elevada razão R/X e na presença de geração
distribuida.
Comparar os desempenhos do método Primal
Três Passos e método Desacoplado Rápido em
sistemas de distribuição.
Objetivo
17/11/2017 2
Redes atuais lidam com diferentes paradigmas:
cargas diferente;
Micro-geração;
Requisitos mais exigentes de:
qualidade de tensão
continuidade de serviço
Introducão
17/11/2017 3
Redes de distribuição com elevada razão r/x;
Alimentadores extensos: grandes quedas de tensão;
Redes modernas: redes não radiais;
Proposta:
• Melhorar o desempenho do método Desacoplado Rápido redes mal
condicionadas com alta relação R/X e tensões baixas.
Justificativa
17/11/2017 4
Formulação Matemática
17/11/2017 5
Algoritmo do Método Desacoplado Rápido:
'/),( BVVP
ii 1
"1 /),( BVVQ i
VVV ii 1
(1)
(2)
(3)
(4)
Algoritmo desacoplado três passos
17/11/2017 6
Passo 1: Primeira correção do ângulo
VVPBH /),(]'[ 1
Passo 2: Correção da tensão
]"/),([]"[ 1
HGVVQBV
Passo 3: Correção adicional do angulo
VGBN ']'[ 1
HN
VVV
(5)
(6)
(10)
(7)
(8)
(9)
Foram implementados os métodos Desacoplado Rápido e
o Três Passos.
As GD´s inseridas nos sistemas, são geradores eólicos em
regime permanente, como geração de potência ativa fixa.
Os sistemas utilizados nos teste foram duas redes, de 6 e
19 barras, da concessionária de distribuição de energia do
estado do Maranhão.
Metodologia
17/11/2017 7
Os gerados eólicos foram modelados no fluxo de carga
como uma barra PQ (negativa).
A inserção de GD nos sistemas levou em consideração as
barras que possuíam menor valor de tensão, geralmente
essas barras estão localizadas no final dos sistemas.
Metodologia
17/11/2017 8
Sistema de 6 barras: gerador eólico de 100 kW (1 pu) na barra 6.
Testes e Simulações
17/11/2017 9
Tabela 1 - Dados de Barra do Sistema Teste 6 Barras
Dados sistema 6 barras
17/11/2017 10
P_ Car Q_ Car P_ Car Q_ Car
1 2 1,043 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
2 0 1,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
3 0 1,000 0,00 2,72 2,04 2,72 2,04
4 0 1,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
5 0 1,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
6 0 1,000 0,00 1,53 1,15 0,53 0,44
Barra Tipo Tensão ÂnguloSem GD Com GD
Tabela 1 - Dados de Barra do Sistema Teste 6 Barras
Três geradores na barra 11, com a geração de 100 kW cada;
Na barra 16 foram instalados quatro geradores, gerando 100 kW cada,
Sistema de 16 barras
17/11/2017 11
Com e sem GD:
Análise dos Resultados 6 barras
17/11/2017 12
Tensão Ângulo Tensão Ângulo
1 1,0430 0,0000 1,0430 0,0000
2 0,9809 -0,4831 1,0038 -0,5899
3 0,9630 -3,4667 1,0037 -2,6107
4 0,8702 -7,1739 0,9493 -3,6009
5 0,7438 -6,7170 0,9172 -3,7557
6 0,7326 -11,3709 0,9513 -4,7616
Perdas Ativas
Perdas Reativas
0,5264
0,0488
0,1244
-0,9807
Com GD
Perdas Totais
Sem GDBarra
:
Análise dos Resultados - 16 barras
17/11/2017 13
Tensão Ângulo Tensão Ângulo
1 1,0290 0,0000 1,0290 0,0000
2 1,0000 -1,1640 1,0000 -1,1640
3 1,0032 -3,4107 1,0032 -3,4107
4 0,9922 -1,4873 0,9922 -1,4873
5 0,9927 -3,9949 0,9927 -3,9949
6 1,0177 -1,4873 1,0177 -1,4873
7 0,9979 -0,7026 1,0000 -0,6632
8 1,0027 -4,6849 1,0050 -4,6283
9 1,0111 -4,0110 1,0134 -3,9574
10 0,9879 -0,9723 0,9984 -0,7786
11 0,9446 -2,9342 0,9726 -1,2809
12 1,0157 -0,4672 1,0157 -0,4672
13 1,0143 -2,8216 1,0143 -2,8216
14 1,0175 -2,4725 1,0175 -2,4725
15 0,9836 -1,8004 0,9915 -1,5790
16 0,9792 -5,2602 1,0055 -3,6291
17 0,9831 -1,8209 0,9909 -1,5992
18 1,0191 -0,4651 1,0191 -0,4651
19 1,0340 -1,7061 1,0340 -1,7061
Perdas Ativas
Perdas Reativas
BarraSem GD Com GD
Perdas Totais
2,8721
13,6600
2,4833
12,1582
6 barras: reduzindo a reatância
17/11/2017 14
Caso k R/X Max. (4 - 5) DR 3 Passos
1 1 1,342 7 8
2 2 2,684 7 9
3 3 4,026 9 9
4 4 5,368 11 9
5 5 6,710 13 9
6 6 8,052 16 9
7 7 9,394 17 9
8 8 10,736 21 9
9 9 12,078 NC 9
10 10 13,420 NC 9Tabela 7 – Numero de Iterações sistema 6 barras
A figura ilustra a comparação dos métodos no sistema 6 barras
Análise dos Resultados
17/11/2017 15
Gráfico 1 – Resultados do sistema teste 6 barras
• Para o sistema 19 barras – reduzindo x
17/11/2017 16
Caso k R/X Max. (7 - 10) DR 3 Passos
1 1 0,6998 8 6
2 2 1,3996 9 7
3 3 2,0994 10 7
4 4 2,7992 11 7
5 5 3,4989 12 7
6 10 6,9979 16 8
7 15 10,4968 21 8
8 19 13,2960 31 8
9 20 13,9958 NC 8
A figura ilustra a comparação dos métodos no sistema 19 barras
Análise dos Resultados
17/11/2017 17
Gráfico 2 – Resultados do sistema teste 19 barras
A Geração Distribuída reduz as perdas nos sistema e
aumenta a confiabilidade, pois o sistema não depende
apenas de uma fonte única de geração.
A inserção de Geração Distribuída no Sistema melhora os
níveis de tensão nas barras próximas.
Conclusões
17/11/2017 18
A inserção de Geração Distribuída nos Sistemas de
Distribuição não atrapalha o desempenho do desacoplado
rápido nem do método 3 Passos na resolução do fluxo de
carga.
O método Primal 3 Passos possui melhor desempenho que
o Método Desacoplado rápido em sistema com elevadas
relações R/X (Sistema de Distribuição).
Recomendado para redes mal condicionada
Conclusões
17/11/2017 19