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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5904
Tipo do documento: Dissertação
Title: Influência dos métodos de estimação das funções de proteção anti-ilhamento passivas considerando requisitos de suportabilidade
Other Titles: Estimation methods influence on passive anti-islanding protections considering ride-through requirements
Autor: Friedemann, Daniel Filipe 
Primeiro orientador: Motter, Daniel
Primeiro membro da banca: Almeida, Adriano Batista de
Segundo membro da banca: Freitas Filho, Walmir de
Resumo: A crescente expansão de potência instalada de recursos energéticos distribuídos (REDs), além de ocorrências de desligamentos devido a desconexão incorreta dessas gerações, tem trazido ao debate a segurança e confiança do sistema elétrico na presença de grandes quantidades de REDs. Com essa preocupação, os requisitos de suportabilidade surgem no contexto de REDs, e definem limites até os quais estes devem suportar as excursões das grandezas elétricas, sem desconexão, a fim de não agravar os efeitos de distúrbios sistêmicos. Aliado a isso, métodos anti-ilhamento passivos utilizam as grandezas elétricas do sistema para definir se uma situação de ilhamento ocorreu. Quanto mais sensíveis estão os ajustes das proteções anti-ilhamento passivas, maiores as chances de atuação para efeitos de distúrbios sistêmicos. Existem diversos métodos de estimação das grandezas elétricas, que podem prejudicar tanto a detecção do ilhamento quanto o cumprimento dos requisitos de suportabilidade. Nesse sentido, o presente trabalho aborda diferentes métodos de estimação das funções de proteção anti-ilhamento passivas mais utilizadas: sub/sobrefrequência (ANSI 81U/O), sub/sobretensão (ANSI 27/59), taxa de variação de frequência (ANSI 81R) e salto de vetor (ANSI 78VS) e como seus métodos de estimação podem influenciar no cumprimento ou não dos requisitos de suportabilidade. Os estudos são feitos através de simulação de sinais sintéticos com saídas conhecidas nos modelos de estimação das grandezas elétricas e simulações de ilhamentos, curtos-circuitos e entrada e saída de cargas em um sistema de distribuição baseado no sistema IEEE 34 barras. Além disso, eventos do Sistema Interligado Nacional também são injetados aos modelos de estimação das grandezas elétricas, desenvolvidos na linguagem MODELS do software Alternative Transients Program (ATP). Os resultados obtidos indicam que os métodos de estimação das grandezas elétricas podem impactar no cumprimento dos requisitos de suportabilidade, a depender do método de estimação utilizado e outros parâmetros específicos de cada método de estimação: paraa tensão, o rastreamento de frequência; para a frequência, o método de estimação e o tamanho da janela de filtragem; para a taxa de variação de frequência, o tamanho da janela de filtragem; para a salto de vetor, o método de cálculo do período atual e o método de cálculo do período de referência. Por fim, uma importante contribuição diz respeito à equação equivalente de estimação de ângulo de fase obtida, resultando em uma ferramenta para análise do comportamento da estimação de salto de vetor, sendo necessário somente um sinal de frequência do evento a ser analisado, e conhecimento do método de estimação de ângulo de fase.
Abstract: The power capacity growth of distributed energy resources (DERs), combined with the occurrence of collapses due to incorrect disconnection of these generations, has brought to debate the security and dependability of the electric power system in the presence of large power capacity of DERs. With this concern, the ride-through requirements set limits for which the DERs shall ride-through the system excursions without tripping, as not to contribute to abnormal system occurrences. Besides, passive anti-islanding methods use measured system quantities to define if unintentional islanding has occurred. The more sensitive the anti-islanding protection settings are, the greater are the chances of incorrect disconnection of DERs due to abnormal system occurences. In this aspect, this research approaches different estimation methods for the most used passive anti-islanding function techniques: under/overfrequency (ANSI 81U/O), under/overvoltage (ANSI 27/59), rate of change of frequency (ANSI 81R), and vector surge (ANSI 78VS) and how the estimation methods of frequency, voltage, rate of change of frequency (RoCoF) and vector surge might impact in the compliance of the ride-through requirements. The research is achieved by simulation of known signals applied to the estimation models, simulation of islandings, short-circuits, and connection/disconnection of large power loads in a distribution system based on IEEE 34-bus. Furthermore, signals of occurrences of the Brazilian transmission system are also applied to the estimation methods programmed in MODELS language from the Alternative Transients Program. The achieved results show that the estimation methods can impact the performance of the ride-through requirements, depending on the employed estimation method and specific parameters of each quantity: for the voltage, the frequency tracking; for the frequency, the estimation method, and the average filter window size; for the RoCoF, the average filter window size; for the vector surge, the current period estimation method and the reference period estimation method. Lastly, this research gives an important contribution developing an equivalent equation for the vector surge estimation, resulting in a tool for analysis of the vector surge behavior since it is only necessary a frequency signal of the event and the knowledge of the vector surge estimation method.
Keywords: Requisitos de suportabilidade
Métodos de estimação de grandezas elétricas
Funções de proteção anti-ilhamento passivas
Equação equivalente de salto de vetor
Ride-through requirements
Electrical quantities estimation methods
Anti-islanding protection
Vector surge equivalent equation
CNPq areas: ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Campun: Foz do Iguaçu
Citation: Friedemann, Daniel Filipe. Influência dos métodos de estimação das funções de proteção anti-ilhamento passivas considerando requisitos de suportabilidade. 2021. 122 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu-PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5904
Issue Date: 16-Dec-2021
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ)

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