Assessment of voltage stability critical areas of São Paulo State transmission network

O objetivo desta dissertação é investigar o grau de segurança da rede elétrica do Estado de São Paulo em relação ao risco da ocorrência de colapso de tensão. São considerados no estudo um número significativo de casos base (N-0) e casos com contingências simples (N-1). Métodos baseados no cálculo de curvas PV são utilizados para a avaliação das margens de estabilidade dos diferentes cenários de operação. No entanto, estes métodos não propiciam a identificação de barras ou áreas críticas do sistema do ponto de vista da estabilidade de tensão, as quais representam as melhores opções para a aplicação de medidas de reforço e/ou corretivas contra o problema de instabilidade. A técnica de análise modal é aplicada para a identificação de áreas críticas em relação à estabilidade de tensão, permitindo capturar as regiões da rede elétrica do Estado de São Paulo que requerem maior atenção. Utilizando a metodologia de análise modal foi ainda possível verificar a abrangência das contingências capturadas através do método da curva PV, possibilitando mensurar o impacto de cadacontingência como local, de área ou sistêmico. Os resultados desta pesquisa permitem concluir que a malha principal do Estado é redundante, não havendo a perda sistêmica da estabilidade de tensão para cenários de contingências simplesThis work investigates the security level of the transmission network of the State of São Paulo with respect to the occurrence of voltage collapse. A number of credible scenarios including base cases (N-0) and single contingency (N-1) cases are considered. PV curve methods are employed for evaluating the voltage stability margin for the selected set of operative scenarios. However, these methods do not provide the identification of critical buses or areas from the perspective of voltage stability, which represent the best options for the application of reinforcement/corrective measures against the instability problem. The modal analysis technique is applied for the identification of critical areas with respect to voltage instability, allowing the selection of the areas of the grid that request special attention. The modal analysis method also provide the means of quantifying the impact area of the contingencies captured through the PV curve method, providing a way of separating a set of credible contingencies into three groups as far as their impact: branch-wide contingencies, area-wide contingencies and system-wide contingencies. The results of this research leads to the conclusion that the main transmission network of the State of São Paulo is redundant, since no cases occurred of systemic loss of voltage stability due to single contingencie