A framework for reliability assessment in expansion planning of power distribution systems

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Aschidamini, Gustavo Lima
• Orientador(a): Resener, Mariana
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Planejamento da expansão do sistema elétrico; Energia elétrica : Distribuição; Análise de confiabilidade
• Palavras-chave em Inglês: Reliability assessment; Power distribution system; Expansion planning; Reliability indices; Energy not supplied
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/254223

Este trabalho propõe um framework que utiliza a avaliação analítica da confiabilidade para orientar o planejamento da expansão de sistemas de distribuição considerando critérios de confiabilidade. O framework proposto permite estimar indicadores de confiabilidade com e sem a execução de projetos de expansão, auxiliando assim a tomada de decisão sobre investimentos em projetos de expansão. Na avaliação analítica da confiabilidade, as taxas de falhas das zonas e os tempos de restabelecimento são calculados a partir de dados históricos de interrupções na rede de distribuição primária. Além disso, os indicadores de confiabilidade estimados são ajustados a valores históricos por meio de taxas de falhas proporcionais ao comprimento de cada zona. Para testar e validar o framework proposto, ele foi aplicado à uma rede de distribuição do Roy Billinton Test System (RBTS). Para validar o framework com dados reais de interrupções, foram desenvolvidos dois estudos de caso reais, um com um alimentador de distribuição primário e outro com um conjunto de oito alimentadores de distribuição primários de uma subestação, ambos localizados na região Sul do Brasil. Os resultados indicaram que o framework proposto pode ajudar a definir os investimentos mais atrativos levando a melhorias nos indicadores de confiabilidade e redução de energia não fornecida. Neste trabalho foi formulado o impacto das alternativas de expansão que mais afetam a confiabilidade: (i) a instalação de chaves de seccionamento normalmente fechadas (ii) a instalação de chaves normalmente abertas com interligação com alimentadores adjacentes, (iii) a substituição de chaves manuais por chaves telecomandadas, e (iv) a substituição de condutores aéreos nus de média tensão por condutores protegidos. No entanto, devido à flexibilidade do framework proposto, este permite a inclusão de outras alternativas de expansão que impactam na confiabilidade. O desempenho computacional dos processos de ajuste dos indicadores estimados aos indicadores históricos do framework foi avaliado para diferentes parâmetros de confiabilidade, provando a convergência e vantagens dos parâmetros escolhidos. Finalmente, o framework proposto provou ser prático e útil para aplicações reais por empresas de distribuição de energia.