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Tipo: Dissertação
Título : Coordenação de relés de sobrecorrente em sistemas elétricos de potência utilizando metaheurísticas bio-inspiradas: uma abordagem considerando o algoritmo de busca dos cucos via voos de lévy
Autor(es): Fagundes, Arian Rodrigues
Primeiro Orientador: Santos, Eduardo Machado dos
Resumo: A segurança e a robustez do Sistema Elétrico de Potência (SEP) são garantidas por esquemas de proteção comandados por relés. Esses relés têm por função identificar anomalias, localizá-las e alertar a operação do sistema, realizando o disparo de alarmes, sinalizações e comandos. O primeiro mecanismo de socorro contra as falhas do sistema é o relé de proteção primária, que deverá atuar como a proteção de retaguarda somente em caso de irregularidade no funcionamento do sistema primário. Um dos problemas decorrentes do uso de Relés de Sobrecorrente (RSs) diz respeito à sua coordenação, que visa obter a configuração ótima de modo que as faltas sejam extintas rapidamente em qualquer que seja o local de sua ocorrência, mesmo quando o relé mais próximo ao defeito venha a falhar. No que tange à coordenação dos RSs, comumente podem ser citados dois ajustes a serem otimizados: a configuração do múltiplo de tempo e do múltiplo de corrente. Logo, a coordenação dos relés de sobrecorrente é definida como um problema de minimização do tempo de operação dos relés sob condições de seletividade. Diante disso, encontrou-se a motivação necessária para a realização desta pesquisa, que tem como objetivos abordar, avaliar e validar a aplicabilidade de metaheuristicas bio-inspiradas para resolução do problema de coordenação dos relés de sobrecorrente e compará-las com outras metodologias existentes, reportadas na literatura específica. Este trabalho foi desenvolvido nas instalações da UNIPAMPA, sendo o material utilizado disponibilizado pelo Grupo de Pesquisa em Energia e Sistemas Elétricos de Potência (Gesep). A proposta contempla a formulação matemática do problema de coordenação dos relés em quatro diferentes situações de teste, sendo dois sistemas radiais e dois sistemas malhados. Os relés de sobrecorrente utilizados seguem a Norma IEC de curva de tempo normal, e a solução da coordenação é obtida por meio da utilização das técnicas de otimização matemática conhecidas por metaheurísticas, inspiradas no comportamento de elementos da natureza, sendo elas: Algoritmo dos Vagalumes, Otimização por Enxame de Partículas e Algoritmo de Busca dos Cucos. A implementação e simulação dos casos foram realizadas em ambiente Matlab. Os resultados encontrados com os métodos testados são satisfatórios e mostram a possibilidade de alcançar soluções de qualidade igual ou superior quando comparados aos estudos de outras metodologias disponíveis na literatura especifica. Dentre as três metodologias implementadas, os ajustes obtidos via Algoritmo dos Cucos reportaram as soluções de melhor qualidade para a parametrização dos relés de proteção dos casos simulados. À medida que aumenta a complexidade do problema, com o acréscimo de restrições e de variáveis de decisão, e, principalmente para problemas de programação não-linear, as heurísticas surgem como alternativa mais viável na busca da melhor solução.
Resumen : The integrity and robustness of the Electric Power System (EPS) are guaranteed by relaycontrolled protection schemes. The function of these relays is to identify anomalies, locate them and alert the operation of the system, triggering alarms, signals and commands. The primary protection relay acts as the first assistance mechanism against system faults, the back-up protection should only act in the event of irregularity and non-operation of the primary system. One of the problems arising from the use of overcurrent relays (OCRs) relates to their coordination, wich the function to obtain the optimum configuration so that faults are quickly extinguished wherever they occur, even when the relay closest to the fault fails. Therefore, the optimization of OCRs coordination is defined as a problem of minimizing the operating time of the relays under selective conditions. The necessary motivation for this research was found, which aims to approach, evaluate and validate the applicability of bio-inspired metaheuristics to solve the overcurrent relay coordination problem and compare it with other existing methodologies reported in the specific literature. This work was developed at UNIPAMPA facilities, being the material used made available by the Gesep, the proposal contemplates the mathematical formulation of the overcurrent relays coordination problem in four different test situations: a radial distribution system, a second system with 3 power generation fonts, an approach involving a realistic circuit, and finally, the complex 9-bus system. The OCRs used follow the IEC Standard of normal time curve, and the coordination solution is obtained through the use of mathematical optimization techniques known as metaheuristics, inspired by the behavior of elements of nature: Firefly Algorithm, Particle Swarm Optimization and Cuckoo Search Algorithm. The implementation and simulation of the were is done in Matlab. The results found with the tested methods are satisfactory and show the possibility of reaching solutions of equal or superior quality when compared to studies of other methodologies available in the specific literature. Among the three implemented methodologies, the adjustments obtained via Cuckoo Search reported the best quality solutions for the parametrization in the protection relays, of the simulated cases. As the complexity of the problem increases, with the addition of restrictions and decision variables, and, especially, for non-linear programming problems, heuristics emerge as the most viable alternative in the search for the best solution.
Palabras clave : Engenharia elétrica
Sistemas de potência
Relé
Electrical engineering
Power Systems
Relay
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Editorial : Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
Curso: Mestrado Acadêmico em Engenharia Elétrica
Citación : FAGUNDES, Arian Rodrigues. Coordenação de relés de sobrecorrente em sistemas elétricos de potência utilizando metaheurísticas bio-inspiradas: uma abordagem considerando o algoritmo de busca dos cucos via voos de lévy. Orientador: Eduardo Machado dos Santos. 2020. 147p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI : http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5514
Fecha de publicación : 13-ago-2020
Aparece en las colecciones: Mestrado em Engenharia Elétrica

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