Análise de alocação de controladores UPFC em sistemas de potência via algoritmos genéticos

Orientadora: Profa. Dra Elizete Maria LourençoCoorientador: Prof. MSc Odilon Luís TortelliDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa : Curitiba, 28/09/2009Inclui referências: p.82-83Área de concentração: Sistemas de EnergiaResumo: Neste trabalho é apresentada uma metodologia para alocação de Controladores FACTS (Flexible AC Transmission Systems) do tipo UPFC Unified Power Flow Controller) baseada na análise de fluxo de potência e empregando a técnica de Algoritmos Genéticos. Os Controladores UPFC podem ser utilizados para aumentar a transferência de potência, atuando no controle tanto do fluxo de potência ativa como reativa, e também na melhoria do perfil de tensão do sistema elétrico. A fim de avaliar aspectos técnicos da operação em regime permanente, como nível de perdas e desvio de tensão, é utilizado um programa computacional para cálculo de fluxo de potência baseado no método Newton-Raphson que incorpora o modelo do Controlador UPFC. O controlador UPFC é representado no programa de fluxo de potência como associação de dois conversores VSC (Voltage Source Converter), sendo um deles conectado em série e o outro em conexão shunt. A questão da localização ideal de UPFCs na rede elétrica em estudo é tratada através de um processo de otimização via Algoritmos Genéticos. A comprovação da validade da metodologia desenvolvida é verificada através da análise de dois sistemas teste, um de pequeno e outro de médio porte, considerando diferentes cenários de carga para cada caso. Foram consideradas a alocação de até três Controladores UPFC simultaneamente. A análise dos resultados indica uma melhoria significativa no nível de perdas ativas e no perfil de tensão dos sistemas estudados, a partir da alocação eficiente de Controladores UPFC, obtida pela metodologia desenvolvida.Abstract: A methodology to allocate UPFC (Unified Power Flow Controller), one of the most powerful FACTS (Flexible AC Transmission System) Controllers, is presented in this work. The methodology is based on power flow analysis and Genectics Algorithms technique. UPFC Controllers can be applied to increase the power transfer capability, managing active and reactive power flows as well as voltage profile of the power system. In order to evaluate steady-state operation aspects, like loss levels and voltage deviations, a model of the UPFC is incorporated at a power flow algorithm, based on Newton-Raphson method. The UPFC is represented at power flow algorithm as an association of two VSC (Voltage Source Converter), one connected as a series device and the other as a shunt device. The issue of UPFC allocation in a certain power network is treated as an optimization process via Genectics Algorithms. The developed methodology is tested by simulation of two, small and medium size, test systems, both in different load scenarios. Up to three UPFCs are considered to be allocated simultaneously. The results presented demonstrate a expressive improvement in the active loss level and voltage profile of the systems tested after the efficient allocation of UPFCs, obtained by the proposed methodology