Determination of switching for service restoration in distribution networks of medium voltage electricity through a method based on sensitivity parameters

A reconfiguração de uma rede de distribuição é uma modificação na sua topologia, objetivando o atendimento de determinadas condições operativas dessa rede, através da mudança de estado das suas chaves, sem que qualquer anomalia tenha ocorrido no sistema. A recomposição de serviço é um caso particular da reconfiguração e deverá ser realizada sempre que ocorrer defeito na rede ou sempre que um ou mais trechos de um alimentador tenham sido retirados de serviço para manutenção. Nesses casos, cargas que são atendidas por trechos que estão a jusante de trechos retirados para manutenção, poderão ser atendidas pelo fechamento de chaves pertencentes ao mesmo alimentador ou através de chaves para outros alimentadores. Pelos métodos de reconfiguração clássicos, vários chaveamentos poderão ser necessários, além daqueles utilizados apenas para realizar a recomposição do serviço. Isso inclui chaveamentos em alimentadores da mesma subestação ou de outras subestações que não guardam qualquer relação direta com o alimentador sob defeito. Esses últimos chaveamentos provocarão desconforto, prejuízos e insatisfação nos consumidores, além de prejuízos para a imagem da concessionária de energia elétrica. É objetivo desta tese desenvolver uma heurística para reconfiguração de uma rede de distribuição, quando da ocorrência de um defeito nessa rede, que realize chaveamentos apenas nos alimentadores diretamente envolvidos no defeito, considerando que esses chaveamentos são aqueles destinados exclusivamente à isolação das barras e trechos defeituosos e ao atendimento das ilhas por ele geradas, com redução significativa do número de aplicações de fluxos de carga, face à utilização de parâmetros de sensibilidade para a determinação de tensões e correntes estimadas nas barras e trechos dos alimentadores diretamente envolvidos com o defeito. Uma comparação desse processo com os métodos clássicos é realizada para várias redes testes obtidas na literatura sobre reconfiguração de redesThe reconfiguration of a distribution network is a change in its topology, aiming to provide specific operation conditions of the network, by changing the status of its switches. It can be performed regardless of any system anomaly. The service restoration is a particular case of reconfiguration and should be performed whenever there is a network failure or whenever one or more sections of a feeder have been taken out of service for maintenance. In such cases, loads that are supplied through lines sections that are downstream of portions removed for maintenance may be supplied by the closing of switches to the others feeders. By classical methods of reconfiguration, several switches may be required beyond those used to perform the restoration service. This includes switching feeders in the same substation or for substations that do not have any direct connection to the faulted feeder. These operations can cause discomfort, losses and dissatisfaction among consumers, as well as a negative reputation for the energy company. The purpose of this thesis is to develop a heuristic for reconfiguration of a distribution network, upon the occurrence of a failure in this network, making the switching only for feeders directly involved in this specific failed segment, considering that the switching applied is related exclusively to the isolation of failed sections and bars, as well as to supply electricity to the islands generated by the condition, with significant reduction in the number of applications of load flows, due to the use of sensitivity parameters for determining voltages and currents estimated on bars and lines of the feeders directly involved with that failed segment. A comparison between this process and classical methods is performed for different test networks from the literature about networks reconfiguratio