É proposto nesta dissertação uma nova abordagem de determinação de reconfiguração de rede quando na ocorrência de uma falta no sistema, sendo esta abordagem chamada de Reconfiguração por Soma de Potência – RSP.
O método consiste em determinar todas as possíveis configurações operacionais do sistema, não se limitando ao tipo da topologia, seja ela: radial, anel, duplo anel e etc. E partindo das configurações de rede pré-definidas, quando da ocorrência de uma falta no sistema, verifica- se qual das possíveis novas configurações requer o menor número de manobras e, assim, realizá-las. Destaca-se que uma das condições para determinar qual será a nova configuração adotada é a verificação do carregamento dos transformadores do sistema. A nova proposta de reconfiguração da rede, deve possuir o menor número de manobras possível e garantindo que o carregamento dos transformadores esteja dentro dos parâmetros definidos.
Para todas as configurações possíveis de operação do sistema, deve-se realizar o monitoramento off-line do fluxo de potência para cada uma destas configurações, buscando respeitar os limites de carregamento da rede e os níveis de tensões nas barras. O valor mínimo para as tensões nas barras adotado foi de 0,93 pu.
Uma das características do método RSP é que a configuração pré-falta do sistema é levada em consideração para a proposta da nova configuração. Dessa forma, a nova configuração proposta não irá desconectar ramos já conectados e em funcionamento. Adota-se
80 como critério: a nova configuração proposta só irá manobrar ramos da rede que estejam desconectados e que se encontrem liberados para manobra.
A Figura 25 ilustra os passos necessários para a aplicação do método de Reconfiguração por Soma de Potência.
Figura 25 - Fluxograma do método RSP.
81 Para melhor entendimento do método proposto, toma-se como exemplo a rede proposta na Figura 18, onde os ramos 1, 2, 3, 4, 5 e 6 possuem transformadores e as cargas do sistema estão ligadas as barras 5, 6, 7 e 8, como mostrado na Figura 30.
Considerando o sistema operando com os ramos 1, 4, 8 e 10 desconectados, Figura 26, e em algum momento ocorre uma falta no ramo 6, Figura 27, o algoritmo desenvolvido para o método RSP é capaz de monitorar a rede e as condições operativas de todos os ramos do sistema, tendo a todo momento a configuração atual do sistema pré-falta. Quando da ocorrência de uma falta no sistema, o algoritmo dá início na busca da determinação da nova configuração da rede, tomando como base a configuração pré-falta.
Sabendo-se que as cargas estão ligadas as barras 5, 6, 7 e 8, pode ser verificado na Figura 25 que, quando da ocorrência da falta no ramo 6, as cargas ligadas a barra 8 são perdidas. O algoritmo faz uma análise dos valores das potências consumidas por todas as cargas do sistema antes da falta e determina qual a nova configuração será adotada. Para o exemplo em questão, há três possíveis alternativas:
I. Caso a carga ligada a barra 8, somada ás cargas ligadas as barras 6 e 7, não supere o valor nominal da potência do transformador do ramo 5, será realizada apenas a conexão do ramo 10. Nesse caso, seria necessário apenas a manobra de um dispositivo;
II. Caso o somatório das cargas ligadas as barras 6, 7 e 8 excedam o valor nominal do transformador do ramo 5, além da interligação do ramo 10, também deverá ser feita a interligação do ramo 8. Sendo, nesse caso, necessária a manobra de dois dispositivos;
III. Caso o somatório das cargas ligadas as barras 6, 7 e 8 excedam o valor nominal do transformador, além da interligação do ramo 10, também deverá ser feita a interligação do ramo 4. Sendo, nesse caso, necessária a manobra de três dispositivos.
82 Figura 26 – Configuração de operação.
Fonte: Próprio autor.
Figura 27 – Ocorrência de falta no ramo 6.
Fonte: Próprio autor.
1 3 5 1 2 3 6 7 8 4 7 4 5 6 8 9 10 2 1 3 5 1 2 3 6 7 8 4 7 4 5 6 8 9 10 2
CARGA CARGA CARGA CARGA
83 Considerando que as condições do sistema satisfaçam as características da primeira alternativa, essa seria escolhida como nova configuração, conforme pode ser visto na Figura 28.
Figura 28 – Nova configuração proposta pós-falta, alternativa I.
Fonte: Próprio autor.
Caso as condições de operação do sistema não atenda as condições de operação da primeira alternativa, será feita a análise de operação para as duas próximas configurações possíveis. Considerando que uma das condições de escolha para uma nova configuração é o menor número de manobras dos dispositivos, a segunda alternativa seria adotada como proposta para a nova configuração, conforme pode ser visto na Figura 29.
1 3 5 1 2 3 6 7 8 4 7 4 5 6 8 9 10 2
84 Figura 29 – Nova configuração proposta pós-falta, alternativa II.
Fonte: Próprio autor.
6.8 RESUMO DO CAPÍTULO
Este capítulo abordou as técnicas de otimização analisadas no presente trabalho. Apresentou-se o método AGCB especializado aplicado a reconfiguração de redes elétricas. Ademais, apresentou-se uma nova heurística, a reconfiguração intitulado RSP. O Capítulo 8 trará uma comparação entre os dois métodos de otimização, testados no ambiente de simulação do RTDS, cujos modelos implementados de lógicas e controles são ilustrados no Capítulo 7.
1 3 5 1 2 3 6 7 8 4 7 4 5 6 8 9 10 2
85
Capítulo 7
86 7 MODELAGEM E IMPLEMENTAÇÃO NO RTDS
7.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Este capítulo objetiva apresentar a modelagem e implementação da rede proposta para aplicação da técnica Self Healing, além da utilização dos métodos de otimização abordados no Capítulo 6.
A modelagem do sistema será abordada em três etapas. A primeira etapa visa modelar o sistema proposto no RTDS e realizar o monitoramento da rede através do algoritmo de Reconfiguração por Soma de Potência (RSP). Já a segunda etapa objetiva realizar a comunicação do RTDS com IEDs, a qual é realizada através do padrão IEC 61850, com troca de mensagens GOOSE. Por fim, a terceira e última etapa visa realizar a comunicação do RTDS com IEDs através de contatos secos em ambos os dispositivos.