UTILIZAÇÃO DE MEDIÇÃO FASORIAL PARA A SUPERVISÃO DE REDES ELÉTRICAS

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1 UTILIZAÇÃO DE MEDIÇÃO FASORIAL PARA A SUPERVISÃO DE REDES ELÉTRICAS Rui M. Moraes Milton B. Do Coutto Filho Julio C. Stacchini de Souza Universidade Federal Fluminense - UFF Brasil

2 Estimação de Estado Ferramenta EMS-SCADA fundamental para a operação dos sistemas de potência Utiliza medidas de fluxo e injeção de potência ativa e reativa e de módulo das tensões para a determinação do estado do sistema Atua como filtro para suavizar erros estatisticamente pequenos, inerentes à medição e para suprimir erros grosseiros eventuais Pode ser utilizado para determinar a configuração atual da rede e sua observabilidade e estimar os parâmetros de elementos da rede

3 Estimação de Estado Hipóteses Os erros de medição são estatisticamente pequenos, com média nula e distribuição normal A redundância dos dados é adequada A configuração e os parâmetros da rede estão corretos Tais hipóteses não são completamente verdadeiras devido a: medidas com erros grosseiros, erros topológicos, e condições desfavoráveis de redundância

4 Estimação de Estado Características Considera o sistema em estado quasepermanente Medidores com constantes de tempo elevada Medidas assíncronas obtidas a cada 2 a 5 segundos

5 Unidades de Medição Fasorial (PMU) Baixa constante de tempo (ciclos) Medida direta do estado (Módulo e ângulo de fase da tensão) Medidas síncronas variando de 10 a 60 fasores por segundos ELETROSUL UFSC

6 Exatidão Magnitude e ângulo de fase

7 Exatidão TVE Resultados de ensaios mostram desvios-padrão do TVE de cerca de 0,005 para V 1 e I 1 A exatidão do conjunto de medidas das UMFs é superior a das medidas convencionais

8 Estimadores Mínimo Quadrado Ponderado Medidas com desvios-padrão muito diferentes podem causar mau condicionamento da matriz de ponderação (R) J(xˆ) T 1 z h xˆ.r. z h xˆ A inclusão de medidas de corrente impede a utilização do modelo desacoplado Algumas UMFs fornecem medidas de potência ativa e reativa

9 Erros dos TCs e TPs Da mesma forma que os medidores convencionais, as UMFs também estarão sujeitas aos erros dos TCs e TPs Possibilidade de aferição e utilização de fatores de correção Medição de corrente utilizando TCs para serviço de proteção Se a relação de transformação for muito elevada, a corrente secundária para o carregamento normal pode ser muito baixa e os erros muito elevados

10 Observabilidade Torna observável a barra onde está instalada (apenas com a medida do fasor de tensão) Se os fasores de corrente forem incluídos, torna observável, indiretamente, as barras da primeira vizinhança (V,d ) (I,a ) (V,d) UMF (V,d) UMF (I,a ) r + jx r + jx (V,d )

11 Arquitetura dos SMF CONCENTRADOR DE DADOS PRINCIPAL CONCENTRADOR DE DADOS ALTERNADO Sistema próprio para aquisição das medidas sincronizadas EMPRESA A CENTRO DE CONTROLE INTERMEDIÁRIO WAM WAN... EMPRESA Z Especificado para atender aos requisitos de flexibilidade, expansibilidade, latência máxima e segurança Aplicações com requisitos diversos SUBESTAÇÃO 1... SUBESTAÇÃO X SUBESTAÇÃO 1... SUBESTAÇÃO Y

12 Possível integração entre SMF e SCADA Protocolo IEEE C para aplicativos que demandem maior resolução Protocolo SCADA (ICCP?) para supervisão lenta

13 Conclusões A quantidade de medidas sincronizadas nos sistemas elétricos aumentará significativamente (para atendimento a funcionalidades específicas ou como funcionalidade adicional nos IEDs) Os sistemas SCADA-EMS convencionais não foram projetados para utilizar medidas sincronizadas, nem taxas de transmissão de dados elevadas As medidas sincronizadas possuem características diversas das medidas convencionais (melhor precisão e taxas de amostragem mais elevadas) O estado do sistema é observado diretamente nas barras onde existam UMFs instaladas, com repercussão na análise de observabilidade da rede sob supervisão Além de medirem diretamente o estado (magnitude e ângulo de fase das tensões nodais), podem ser consideradas como dados adicionais que sempre beneficiarão o processo de estimação de estado