Gerenciamento de potência reativa em sistemas de distribuição utilizando controlador fuzzy de fator de potência

Abstract

Esta dissertação aborda o gerenciamento de potência reativa em sistemas de distribuição, utilizando o conceito de controle centralizado de fator de potência como uma função do DMS (Distribution Management System). A metodologia desenvolvida utiliza dois controladores fuzzy em cascata para coordenar a operação de bancos de capacitores e geradores síncronos existentes na rede de distribuição de média tensão, com o objetivo de assegurar uma faixa adequada de fator de potência e potência reativa, utilizando como variáveis de controle a violação do fator de potência, a sensibilidade dos equipamentos e a posição dos dispositivos de controle. A metodologia foi implementada no toolbox de lógica fuzzy do Matlab. O controle de tensão foi realizado de forma local pelos reguladores de tensão e pelo transformador com mudança de tap da subestação. As violações de fator de potência e os níveis de tensão e carregamento são verificados por uma rotina de fluxo de potência. São apresentados os resultados e análises das simulações de dois sistemas testes de distribuição que demonstraram a eficácia do modelo proposto para manter os limites operacionais dentro de faixas adequadas tanto para a concessionária de energia como para os consumidores.

This dissertation tackles the management of reactive power in distribution systems using the concept of centralized control of power factor as a DMS (Distribution Management System) function. The methodology developed uses two fuzzy controllers in cascade with the purpose to coordinate the operation of capacitor banks and synchronous generators in the medium voltage distribution network. The aim is to ensure an adequate range of power factor and reactive power, using as control variables the power factor violation, the sensitivity of the equipment and the positions of control devices. The methodology was implemented in Matlab using the fuzzy logic toolbox. The voltage control is treated as a local controller and it is provide for voltage regulators and under load tap change transformer. Power factor violations, voltage levels and overloads are monitored for a power flow routine. The results and analysis of simulations of two distribution tests systems showed the effectiveness of the proposed model to maintain the operational limits within ranges suitable for both the electric utility and costumers.