Metodologia integrada para detecção, classificação e localização de faltas em redes de distribuição de energia elétrica ativas

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Gustavo Gonçalves dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: classificação de faltas; detecção de faltas; distributed energy resources; distribution systems; fault classification; fault detection; fault location; localização de faltas; recursos energéticos distribuídos; sistema de distribuição
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-15052023-111808/

No âmbito das redes de distribuição ativas, nas quais há uma massiva presença de Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) e cargas críticas, o rápido e eficaz diagnóstico de faltas, envolvendo as etapas de detecção, classificação e localização de faltas, é essencial para a operação segura e confiável do sistema. A maioria dos trabalhos da literatura recente se limita a propostas que atendem à etapa de localização. Inserido nesse contexto, esta tese apresenta uma proposta de um sistema integrado de diagnóstico de faltas que contempla essas três etapas. Primeiro, a detecção das faltas é feita a partir da energia dos sinais de corrente obtidos na saída dos alimentadores de distribuição e processados via Transformada de Stockwell (TS). Como novidade, os limiares de detecção das fases são adaptados em conformidade com a variação do perfil de geração-carga do alimentador. Esses limiares adaptativos também são usados na etapa de classificação das faltas. Segundo, para a localização de faltas, uma proposta de alocação de indicadores de falta (IF) é apresentada de modo a otimizar a busca do local da falta, bem como melhorar os indicadores de continuidade do serviço de distribuição de energia elétrica. Uma abordagem prática para a determinação da região faltosa a partir do estado desses dispositivos é conjuntamente proposta. Por fim, para a identificação da seção de linha faltosa, um método baseado em medições esparsas de tensão e no algoritmo de compressive sensing é explorada. Como aprimoramento desse método, utilizam-se as informações da fase faltosa obtidas do classificador de faltas, bem como, se disponível, as informações da região faltosa. Testes de detecção, classificação e localização de faltas foram realizados usando o sistema do IEEE de 34 nós, modificado para considerar a inclusão da geração distribuída (GD), mostraram alto desempenho da metodologia proposta em diversos cenários testados, incluindo variações de potência de injeção das unidades de GD e ruídos de medição.