Análise de oscilações de baixa frequência em sinais de sistemas elétricos de potência utilizando VMD e Prony

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Gabriel Marcos
• Orientador(a): Silva, Leandro Rodrigues Manso
• Banca de defesa: Peres, Wesley , Lima, Marcelo Antônio Alves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Oscilações de baixa frequência; Análise de sinais; VMD; Prony; Instabilidade do sistema elétrico; Low frequency oscillations; Signal analysis; Power system instabili
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16962

Este trabalho aborda a análise de oscilações de baixa frequência em sistemas elétricos de potência utilizando os algoritmos VMD (Variational Mode Decomposition) e Prony. A importância dessa análise se dá pois as oscilações de baixa frequência podem causar instabilidade ao sistema elétrico e comprometer sua operação e confiabilidade quando não são corretamente amortecidas. Por se tratarem de oscilações eletromecânicas, podem influenciar no funcionamento das partes mecânicas dos conjuntos eixo-turbina causando vibrações e desgaste. O algoritmo do VMD é usado para decompor o sinal elétrico em seus componentes modais e atenuar o ruído, ou seja, realizar a separação dos componentes de oscilação de baixa frequência dos demais componentes presentes no sinal. O algoritmo de Prony é usado para modelar os componentes modais resultantes e determinar os parâmetros do modelo, caracterizando assim as oscilações em termos de amplitude, frequência, fator de amortecimento e fase. Os resultados apresentados buscam comparar o desempenho do método frente a diferentes cenários. Foram gerados sinais com parâmetros aleatórios dentro da faixa de valores comumente vistos em oscilações de baixa frequência para a realização de análises estatísticas quanto ao desempenho do método frente a um grande volume de testes. Posteriormente, o método proposto é aplicado em sinais sintéticos utilizados em outros artigos encontrados na literatura e seu desempenho é comparado ao de outros métodos. Além disso, são utilizados dados de dois sistemas elétricos, sendo um deles simulado e o outro real, para verificar o desempenho do método frente a situações mais próximas das encontradas da realidade. Os resultados obtidos mostram que a combinação desses dois algoritmos permite uma análise eficiente e precisa para detectar e analisar oscilações de baixa frequência em sistemas elétricos de potência.