Análise de sensibilidade através de um modelo implicitamente acoplado para alívio de sobrecargas em redes de transmissão

Abstract

A reestruturação dos mercados de energia para fornecer livre acesso ao sistema de transmissão e o conseqüente aumento no número de transações de compra e venda de energia tem causado congestionamento nos sistemas de transmissão. Como conseqüência, as redes têm sofrido sobrecargas nas linhas de maneira mais freqüente. Uma maneira prática de se melhorar a capacidade de transferência de potência ativa em uma linha de transmissão é a redução de seu fluxo reativo. Esse controle pode ser feito através de alterações nos controles das fontes de potência reativa e nos taps de transformadores. A definição de quais ações serão tomadas de modo a minimizar o fluxo reativo e aliviar, ou mesmo eliminar, a sobrecarga em uma determinada linha, pode ser realizada através da análise de sensibilidade. Uma vez que se está interessado na resposta do sistema às variações de injeções de reativos, utilizamos a matriz Lc do método CRIC (Calcul de Reseaux Implicitement Couples) de fluxo de potência. Também foi utilizado o modelo constante do método CRIC. A metodologia desenvolvida consiste da manipulação da matriz Lc com outras sensibilidades de primeira ordem, de modo a se obter as sensibilidades entre fluxo reativo nas linhas e injeção de reativos nas barras e fluxo reativo nas linhas e taps dos transformadores. As sensibilidades obtidas fornecem as barras e transformadores mais indicados para alívio de uma determinada sobrecarga e são úteis principalmente em casos emergenciais, nos quais não seja necessária a instalação de novas fontes de reativos. Os resultados obtidos são comparados com os obtidos através de uma metodologia semelhante, que utiliza a matriz jacobiana do método de Newton. Foram utilizados para os testes o sistema Cigré de 32 barras, e o sistema Sul-Sudeste brasileiro em duas configurações de carga diferentes.

The restructuring of energy markets to supply free access to the transmission system and the consequent increase of the number of power transactions has been causing congestions in the transmission systems. As consequence, the networks have been suffering overloads in the lines in a more frequent way. A practice way of improving the transfer capability of active power in a transmission line is to decrease its reactive power flow. That control can be made through changes in the reactive power sources injections and in the transformer ratios of transformers. The definition of which actions will be taken to minimize the reactive flow and to alleviate, or even to eliminate, the overload in a determined line can be accomplished through the sensibility analysis. Once it is interested in the answer of the system to the variations of reactive power injections, we used the matrix Lc from the CRIC (Calcul of Reseaux Implicitement Couples) power flow method. The constant model of CRIC is also used. The developed methodology consists of the manipulation of the matrix Lc with other first order sensibilities, in order to obtain the sensibilities among reactive flow in the lines and reactive power injections in the buses and reactive flow in the lines and transformer ratios of the transformers. The obtained sensibilities indicate the buses and transformers for relieving a certain overload and they are mainly useful in emergency cases, which it is not necessary the installation of new sources of reagents. The obtained results are compared with the obtained through a similar methodology, that uses the of Newton's method jacobian matrix. The methodologies were tested using the 32-bus Cigré network and the South-southeast Brazilian system in two different load configurations.