Controle fuzzy volt/var em sistemas de distribuição

Abstract

Esta dissertação apresenta uma metodologia de controle de tensão e potência reativa de sistemas de distribuição baseada em um controle centralizado, composto por uma cascata de controladores fuzzy do tipo Mamdani. Este tipo de controle é filosoficamente separado em duas funções: o controle de tensão e o controle de reativos. Entretanto, para que haja eficácia do controle sobre a rede, de forma segura e econômica, é necessária uma coordenação dos dispositivos de controle de tensão e das fontes de reativos presentes na rede, a qual costuma ser referenciada como controle volt/var. A metodologia desenvolvida executa a coordenação dos dispositivos de controle de tensão e fontes de reativos de redes de distribuição de média tensão, que inclui os transformadores com mudança de tap sob carga – LTC, banco de capacitores localizados nas subestações e ao longo dos alimentadores e reguladores de tensão dos alimentadores. Isto é efetuado utilizando-se um conceito de faixa de regulação, onde é estabelecida uma banda morta de nível de tensão para que haja atuação dos controles, os quais são selecionados através da utilização de efetividades dos equipamentos de controle em relação à tensão nos nós da rede. São explorados os efeitos do modelo de carga sob o controle e o impacto de fechamento de malhas como opção de operação em redes de média tensão. São apresentados, ainda, os resultados e análises das simulações de dois sistemas de distribuição que demonstram a eficácia da proposta apresentada.

This dissertation presents a methodology to deal with voltage and reactive power control in distribution systems based in a centralized control, which is represented for a cascading of Mamdani fuzzy controllers. This type of control used to be separated in two functions: voltage control and reactive control. However, in order to have efficiency of control on network, in a safe and economic way, it is need a coordination of control devices and reactive sources connected in the network, which is called volt/VAR Control. The methodology developed executes a coordination of devices of voltage control and reactive sources of medium voltage distribution networks, represented by under load tap changing, capacitor banks connected in substations and along of feeders and feeder voltage regulators. This is realized using the concept of dead band regulation, where is defined a voltage dead band where no control action is required, and devices for use are selected using a sensitivity relation between control devices and voltage in all network nodes. The effects of load models on voltage control and the impact of ring operation in medium voltage network are explored. The results and simulation analysis of two distribution system are presented, demonstrating the efficiency of the proposed approach.