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Title in Portuguese: Desenvolvimento de uma plataforma para implementação de sistemas multiagentes com aplicação para recomposição automática de sistemas de distribuição de energia elétrica
Title: Development of a platform for implementing multi-agents systems for application to automatic restoration of electric power distribution systems
Author: Melo, Lucas Silveira
Advisor(s): Leão, Ruth Pastôra Saraiva
Co-advisor(s): Barroso, Giovanni Cordeiro
Keywords: Engenharia elétrica
Redes elétricas inteligentes
Simulação por computador
Issue Date: 14-Aug-2015
Citation: MELO, L. S. Desenvolvimento de uma plataforma para implementação de sistemas multiagentes com aplicação para recomposição automática de sistemas de distribuição de energia elétrica. 2015. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Abstract in Portuguese: É comum a ocorrência de faltas permanentes no sistema de distribuição de energia elétrica. Por tratar-se de um sistema radial, a atuação da proteção para estas faltas causa a desenergização não só do setor em falta, mas de todos os consumidores a jusante do setor onde ocorreu a falta. Fazendo uso dos dispositivos de disjunção normalmente fechados ao longo do alimentador e normalmente abertos nas suas bordas é possível isolar o setor sob falta e re-energizar os setores sãos, reduzindo o número de consumidores afetados por um defeito. Este procedimento é normalmente feito pelos operadores da rede, e além de demandar um tempo considerável, está sujeito à erros por parte do operador. No sentido de tornar automática as análises de restauração da rede e prover o sistema da capacidade de auto-cura, têm sido propostas diversas metodologias para o problema. A maioria destas abordagens adota uma estratégia centralizada e não abordam o aspecto de auto-cura da rede elétrica. Neste trabalho, é proposta uma abordagem utilizando sistemas multiagentes para recomposição de setores de alimentadores de distribuição de energia elétrica. A técnica de sistemas multiagentes vem se mostrando bastante promissora no desenvolvimento de sistemas distribuídos em um contexto de redes elétricas inteligentes. Para que a recomposição ocorra sem a violação das restrições operacionais e de forma coerente, são feitas análises pelos agentes alimentadores antes que qualquer comando seja enviado para as chaves do sistema por meio de agentes dispositivo. O sistema multiagente proposto é implementado em uma plataforma de desenvolvimento de agentes proposta neste trabalho e que utiliza a linguagem de programação Python. A plataforma tem o nome de PADE, Python Agent DEvelpment framework. A representação computacional sem simplificações da rede é proporcionada por uma codificação de dados apoiada na teoria de grafos e denominada Representação Nó-Profundidade, que serve de base para o desenvolvimento de uma API de representação da rede-elétrica que modela cada um dos componentes necessários nas análises de recomposição. Ao agente dispositivo é dada a possibilidade de comunicação com IED, que controlam as chaves do sistema, por meio dos protocolos da norma IEC 61850: GOOSE e MMS. Para validar a metodologia proposta são realizadas simulações computacionais utilizando uma rede de distribuição simples como caso base e uma plataforma de testes com: mala de testes de relés, IED de proteção e controle de mercado, switch gerenciável e placas de desenvolvimento de sistemas embarcados
Abstract: It is common the occurence of permanent faults in power distribution systems. In a typical radial power distribution system when the fault protection system operates, may cause power-off not only in the fault section, but also to all customers downstream the fault.Through disjunction devices normally closed along the feeder, and normaly open on its edges, is possible to isolate the faulty sector and reenergize the healthy ones, reducing the number of customers affected by a fault. Network operators normally do this procedure manually and in addition to demand a considerable ammount of time, is subject to errors on the part of the operator. In order to automate the analisys of the network and provided it of self-healing capacity, various methods have been proposed to solve this matter. Most of these approaches adopts a centralized strategy and do not address the aspect of electric power grid self-healing. In this work is proposed an approach that uses multi-agent systems for self-healing purposes of power distribution systems. Multi-agent are highly suitable for modelling distributed systems in the smart grid domain. For a safe recovery and without violation of operational restrictions the feeder agents perform an evaluation before device agents send any command to the network switches. The proposed multi-agent system is implemented in a agent’s development platform proposed in this work that uses the Python programming language. The platform is called PADE, Python Agent DEvelpment framework. The computer representation of the network, without simplifications, is accomplished by a data encoding based on the theory of graphs and named node-depth representation that serves as a basis for the development of an API of network representation that models each of the required components in the restoration analysis. The device agents communicate with IED that in turn control the switches in the network, by means of IEC 61850 protocols: GOOSE and MMS. To validate the proposed approach, computer simulations are performed using a simplified distribution power grid as a case study and a test platform with relay test case, protection and control IED, managed switch and embedded systems
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/13773
metadata.dc.type: Dissertação
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