[en] VALIDATION OF SYSTEMIC DYNAMIC SIMULATIONS USING SYNCHROPHASOR DATA

[pt] VALIDAÇÃO DE SIMULAÇÕES DINÂMICAS SISTÊMICAS UTILIZANDO REGISTROS SINCROFASORIAIS

[pt] RAFAEL ZYMLER

[pt] ANALISE DINAMICA

[pt] REGULADOR DE VELOCIDADE

[pt] MULTI-INFEED

[pt] PMU

[pt] ALTURA DE QUEDA

[pt] RESERVA

[pt] INERCIA

[pt] CONTROLE DE FREQUENCIA

[en] DYNAMIC ANALYSIS

[en] SPEED REGULATOR

[en] MULTI-INFEED

[en] PMU

[en] HYDROPOWER HEAD

[en] RESERVE

[en] INERTIA

[en] FREQUENCY CONTROL

[pt] Os Sistemas de Energia Elétrica (SEE) operam de acordo com limites de segurança definidos pelo planejamento da operação através de simulações computacionais. Portanto, os componentes da rede elétrica devem ser devidamente modelados para garantir uma operação segura e econômica. A tecnologia dos sistemas de medição fasorial sincronizada permite a obtenção de registros de distúrbios reais, que podem ser comparados com simulações para verificar sua aderência. Tem-se verificado nos atuais SEE diferenças entre os registros e as simulações computacionais dos eventos observados. Tais diferenças têm ocorrido também no Sistema Interligado Nacional (SIN), principalmente em relação ao desvio de frequência, sendo a resposta simulada menos severa quando comparada ao comportamento observado, podendo levar o SIN a operar em um ponto inseguro com risco de atuação de esquemas regionais de alívio de carga. Nesta dissertação são avaliados os modelos de usinas hidráulicas e termoelétricas e os parâmetros que podem influenciar significativamente a resposta das simulações, com ênfase no desempenho da frequência. Distúrbios que ocorreram no SIN são reproduzidos utilizando casos de tempo real, construídos a partir dos dados de estimadores de estado, em conjunto com uma base de modelos dinâmicos. Os resultados das simulações são comparados com os registros reais obtidos pelas PMUs (Phasor Measurement Unit) instaladas no SIN. Parâmetros como altura de queda, resposta dos reguladores de velocidade e modelagem dinâmica e estática das cargas são investigados. Impactos e simulações do fenômeno multi-infeed são apresentados. Os resultados obtidos mostram a necessidade de melhorias nos modelos e nos parâmetros de entrada das simulações de transitórios eletromecânicos do SIN. Ressalta-se a importância da contínua validação sistêmica e específica dos modelos para o planejamento da operação do SIN.

[en] Electric power systems (EPS) operate according to safety limits defined by the operation planning assessed through computer simulations. Therefore, the components of the electrical grid must be properly represented to ensure secure and economical operation. The technology of synchronized phasor measurement systems allows to obtain records of actual faults, which can be compared to simulation results to check their accuracy. Differences between records and computer simulations of the observed events have been verified in the current EPS. Such differences have also occurred in the Brazilian interconnected system (BIS), mainly related to frequency deviations, with the simulated response being less severe when compared to the observed performance. This may lead the BIS to operate under unsafe conditions, with risk of activating regional protection schemes for load shedding; a possible hasty and undesirable action. In this dissertation, the models of hydraulic and thermoelectric power plants and other parameters that can significantly influence the response of simulations are evaluated, with an emphasis on frequency performance. Disturbances that occurred in the BIS are reproduced using real-time cases, built from state estimator data, together with a collection of dynamic models. The simulation results are compared with the actual records obtained by PMUs (Phasor Measurement Units) installed in the BIS. Parameters such as hydropower head, response of speed regulators and dynamic and static modeling of loads are explored. Impacts and simulations of the multi-infeed phenomenon are also presented. The results show the need for improvements in the models and simulation input parameters of electromechanical transient studies of the BIS. There is a continuous need to observe the systemic and specific validation of models for planning and operation of the BIS.

ARMANDO MARTINS LEITE DA SILVA

JORGE LUIZ DE ARAUJO JARDIM

JORGE LUIZ DE ARAUJO JARDIM

ARMANDO MARTINS LEITE DA SILVA

ZULMAR SOARES MACHADO JUNIOR

CARLOS ALBERTO DA SILVA NETO

2020-11-03

2020-07-17

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=50137@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=50137@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.50137