Taking into account power system reaction in problems of distribution system optimization

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Resumo: O presente trabalho é dedicado ao desenvolvimento e estudo das diferentes abordagens para a construção de modelos para a consideração da reação de sistemas de potência em problemas de otimização da configuração das redes em sistemas de distribuição. Levando em consideração que a análise direta da reação do sistema de potência é difícil de realizar, os caminhos estudados são relacionados à construção de modelos (equivalentes) funcionalmente orientados exatos e aproximados que permitem estimar a reação do sistema de potência associada com transferência ou tentativa de transferência de locação (locações) da desconexão em rede de distribuição. A disponibilidade dos equivalentes indicados abre a possibilidade de utilizar os diversos métodos para resolver os problemas da escolha dos lugares ótimos de desconexão em redes de distribuição considerando-se a reação dos sistemas de potência. Questões relativas à construção racional dos modelos exatos com base em aplicação das noções dos coeficientes de distribuição e impedâncias de influência são consideradas. Outra alternativa de estimação da reação dos sistemas de potência é associada com a aplicação das técnicas do planejamento fatorial de experimentos para a construção dos modelos aproximados que também são os equivalentes funcionais. É mostrada a racionalidade da utilização do planejamento fatorial de experimentos fracionais para a obtenção dos equivalentes funcionais com uma estrutura dada. As particularidades da análise estatística (relacionada à verificação da significância dos coeficientes dos modelos e a verificação da adequação dos modelos) são estudadas e os caminhos de superação das dificuldades, em particular, associadas com ausência dos resultados dos experimentos computacionais paralelos são discutidos. As correspondentes recomendações são elaboradas. A utilização dos resultados dessa dissertação permite aumentar a adequação dos modelos usados em solução de um dos mais importantes problemas de planejamento e operação de sistemas de distribuição otimização da configuração das redes e em conseqüência, o fundamento e a eficiência real das soluções, que podem ser obtidos com base em suas aplicações Abstract: The present work is dedicated to the development and investigation of different approaches for the construction of models for taking into account power system reaction in problems of optimizing configuration of networks in distribution systems. Considering that direct analysis of power system reaction is difficult to realize, investigated ways are related to the construction of exact and approximate models (equivalents), which are functionally oriented, and permit one to estimate power system reaction associated with transference or an attempt of transference of a location (locations) of disconnection in a distribution network. The availability of the indicated equivalents opens up the possibility of utilizing diverse methods to resolve problems of choosing optimal places of disconnection in distribution networks taking into account power system reaction. Questions related to the rational construction of exact models on the basis of applying the notions of distribution coefficients and influence impedances are considered. Another alternative of estimating power system reaction is associated with the application of techniques of factorial experimental design for constructing approximate models, which are functional equivalents as well. It is demonstrated the rationality of utilizing fractional factorial experimental design for obtaining functional equivalents with a given structure. Peculiarities of statistical analysis (related to testing of significance of model coefficients and testing of model adequacy) are studied and ways of overcoming difficulties, in particular, associated with the lack of parallel computational experiment results are discussed. The corresponding recommendations are elaborated. The utilization of the dissertation results permits one to increase the adequacy of used models in solving one of the most important problems of planning and operation of distribution systems optimization of network configuration and, as a result, the validity and real efficiency of solutions, which can be obtained on the basis of their applications