Avaliação da segurança de sistemas de potência para múltiplas contingências usando árvore de decisão multicaminhos

The search for effective ways to promote the secure operation of power systems and to increase its understanding by operators has encouraged continuous research for new techniques and methods that can help in this task. In this paper, it is proposed an approach to assess power system operation security for multiple contingencies using a multiway decision tree (MDT). The MDT differs from other decision tree techniques for establishing, in the training step, one value of the categorical attributes by branch. This approach proposes the use of topologies (contingencies) as categorical attributes. In this way, it improves interpretability regarding the power system operational state, as the operator can see clearly the critical variables for each topology, such that the MDT rules can be used in aiding the decision-making. This proposal was used for security assessment of two test systems, the IEEE 39-bus system and the Northern part of the Brazilian Interconnected Power System (BIPS), and BIPS was tested with real data from one day operation. The proposed MDT-based technique demonstrated superior performance, with a set of simple and clear rules. It was also performed a comparison of the obtained results with other techniques based on DT and it turned out that MDT has resulted in a simpler procedure for power system security classification with good accuracy.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoEletronorte - Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/AA busca de formas eficazes para promover a operação segura de sistemas de potência e aumentar a compreensão dos operadores tem encorajado a pesquisa contínua de novas técnicas e métodos que possam ajudar nessa tarefa. Nesta tese, propõe-se uma abordagem para avaliar a segurança da operação de sistemas de potência para múltiplas contingências usando a técnica árvore de decisão multi-caminhos ou (MDT, do inglês “Multiway Decision Tree”). A MDT difere de outras técnicas de árvore de decisão por estabelecer, na etapa de treinamento, um valor de atributo categórico por ramo. Essa abordagem propõe o uso de topologias (contingências) como atributos categóricos. Desta forma, a MDT melhora a interpretabilidade em relação ao estado operacional do sistema de potência, pois o operador pode ver claramente as variáveis críticas para cada topologia, de modo que as regras da MDT possam ser usadas no auxílio à tomada de decisão. Essa abordagem proposta foi utilizada para avaliação da segurança em dois sistemas testes, o sistema IEEE 39 barras e o sistema da parte do Norte do Sistema Interligado Nacional (SIN), sendo que este último foi testado com dados reais de um dia de operação. A técnica proposta baseada em MDT demonstrou bom desempenho, utiliando um conjunto de regras simples e claras. Também foi realizada uma comparação dos resultados obtidos com outras técnicas baseadas em árvores de decisão e verificou-se que o MDT resultou em um procedimento mais simples para a classificação de segurança dos sistemas com boa precisão