Localização de faltas em sistemas radiais de distribuição de energia elétrica baseada em ondas viajantes

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Grilo, Caio Vinícius Colozzo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: distribuição; distribution system; fault location; localização de faltas; múltipla estimação; multiple estimation; ondas viajantes; travelling waves
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-16032023-105956/

Faltas em sistemas de distribuição são prejudiciais em termos da garantia da continuidade do sistema, afetando diretamente os indicadores da qualidade da energia elétrica, que consequentemente acarretam custos financeiros para as concessionárias de energia elétrica e geram desconfortos aos consumidores. Logo, determinar precisamente o local da falta, impacta diretamente no tempo despendido para a manutenção do sistema em um cenário de falta permanente. Diferentemente de um sistema de transmissão, a localização de faltas em sistema de distribuição é muito mais complexa, pois há a presença de ramais laterais nos alimentadores de distribuição, as linhas que compõem o sistema são mais curtas, há presença de cargas não balanceadas e geração distribuída, dentre outros fatores. Muitos algoritmos propostos para essa finalidade, têm base nas técnicas de cálculo da impedância aparente e, por sua vez, enfrentam dificuldades relacionadas à precisão, influências da resistência e do ângulo de incidência da falta, e problemas de múltipla estimação do local da falta. Entretanto, o desenvolvimento da eletrônica de potência permitiu a utilização de frequências mais elevadas, possibilitando a aplicação da teoria de ondas viajantes no sistema de distribuição. Neste trabalho, é proposto um método de localização de faltas baseado na teoria de ondas viajantes, normalmente utilizadas em sistemas de transmissão, aplicadas no sistema de distribuição e um método para redução da múltipla estimação do local de falta, sendo o sistema teste do CIGRÉ adaptado para 60 Hz. Isso porque o método baseado na teoria de ondas viajantes, como observado na transmissão, possui vantagens como: maior precisão, pouca influência da resistência, do ângulo de incidência e do tipo de falta. Na abordagem proposta, são apresentadas duas metodologias. A primeira consiste na localização de faltas utilizando a teoria de ondas viajantes em conjunto com a transformada Wavelet. Para isso, são apresentados dois algoritmos: um com dados provenientes de dois terminais e outro com dados provenientes de um terminal, cada um com suas vantagens e desvantagens. A segunda metodologia consiste na mitigação da múltipla estimação do local de falta com base em aprendizado de máquina. Para isso, são apresentados três algoritmos que podem ser aplicados. Resultados promissores foram encontrados, com erros médios inferiores a 1% na estimação da distância e acurácia superior a 90% na mitigação da múltipla estimação.