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Title in Portuguese: Contribuições para posicionamento eficiente de chaves e restauração automática de redes de distribuição de energia elétrica
Title: Contributions to the efficient switch placement and automatic restoration of power distribution systems
Author: Bezerra, José Roberto
Advisor(s): Barroso, Giovanni Cordeiro
Co-advisor(s): Leão, Ruth Pastôra Saraiva
Keywords: Engenharia elétrica
Sistemas de energia elétrica
Energia elétrica - Distribuição
Otimização matemática
Issue Date: 16-Dec-2015
Citation: BEZERRA, J. R. Contribuições para posicionamento eficiente de chaves e restauração automática de redes de distribuição de energia elétrica. 115 f. 2015. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Abstract in Portuguese: A demanda por energia elétrica cresce e de igual modo a exigência dos consumidores pela continuidade do seu fornecimento. Diversos índices de confiabilidade são utilizados por agências reguladoras, concessionárias e consumidores para aferir a continuidade dos sistemas elétricos de potência. A melhoria de tais índices vem sendo requisitada por agências reguladoras e perseguida pelas concessionárias de energia. Para tanto, o uso de sistemas de restauração automática vem ganhando destaque como uma ferramenta de apoio a operadores de centros de controle para a restauração rápida e segura de redes elétricas em situações de falta. Este trabalho apresenta duas contribuições para a restauração automática de redes radiais de distribuição de energia. A primeira consiste em um algoritmo para o posicionamento eficiente de chaves telecontroladas em redes de distribuição. Técnicas de otimização multiobjetivo são aplicadas para obter-se como resultado um conjunto de soluções não-dominadas ao invés de uma única solução. Com isso, a tomada de decisão para o posicionamento eficiente de chaves na rede elétrica é facilitado pela flexibilidade das múltiplas soluções oferecidas pelo algoritmo proposto. A segunda contribuição do trabalho consiste em um modelo para restauração automática da rede de distribuição de energia adaptável às mudanças de topologia e que garante a segurança operacional da rede elétrica. O modelo proposto fundamentou-se em Redes de Petri Coloridas como ferramenta de modelagem. Características de reusabilidade e extensibilidade foram buscadas e implementadas no modelo proposto. Como resultado, o tempo necessário para restaurar redes elétricas em condição de falta é reduzido sem comprometer a segurança do sistema elétrico. Estudos de caso são apresentados evidenciando os benefícios para concessionárias de distribuição de energia com a implementação das ferramentas propostas para melhoria da confiabilidade da rede elétrica.
Abstract: The demand for electricity grows in the same way as the consumers requirement for an uninterrupted supply. Many reliability indices are applied by regulatory agencies, utilities and consumers for measuring the power systems reliability. The improvement of such indices has been required by regulatory agencies and pursued by energy distributors. Therefore, the application of automatic restauration systems has gained relevance as a support tool for control center operators for a quick and secure restauration of faulty electric networks. This work proposes two contributions to the restoration process of radial power system networks. The former is a multiobjective algorithm for effective switch placement in distribution networks. Multiobjective optimization techniques are applied to achieve a set of non-dominated solutions rather than an unique one. Therefore, the decision making for switch placement is eased by the flexibility given from the multiple solutions. The latter contribution is a model for automatic restoration of power distribution networks adaptable to the network topology changes and able to ensure the operational security of the power system network. The proposed model is based on coloured Petri nets as the modelling tool. Reusability and extensibility features have been pursued and implemented on the proposed model. As a result, the needed time to restore faulty power system networks is reduced without compromising its operational security. Case studies are presented demonstrating the benefits to the power system distribution utilities obtained with the deployment of the proposed tools to improve the reliability of the power system networks.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/15484
metadata.dc.type: Tese
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