Orientador: Walmir de Freitas Filho

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Resumo: A preocupação ambiental e a motivação econômica impulsionam a adoção por consumidores de recursos energéticos distribuídos limpos e renováveis, como geração fotovoltaica (FV), e veículos elétricos. Entretanto, para alcançar níveis elevados destas tecnologias, as quais introduzem incertezas e...

Resumo: A preocupação ambiental e a motivação econômica impulsionam a adoção por consumidores de recursos energéticos distribuídos limpos e renováveis, como geração fotovoltaica (FV), e veículos elétricos. Entretanto, para alcançar níveis elevados destas tecnologias, as quais introduzem incertezas e variabilidade, faz-se necessário manter atualizado o sistema de informação geográfica (GIS) e demais bases de dados de concessionárias de distribuição de energia elétrica, já que a precisão de todos os estudos operacionais e de planejamento dependem de tais informações. Esta tarefa pode ser cumprida através da implementação de novas aplicações integradas nos Sistemas Avançados de Gerenciamento da Distribuição (SAGD) utilizando, sobretudo, dados adquiridos em medidores inteligentes de energia. No contexto de adoção destas tecnologias, chamado genericamente de grid-edge technologies, o propósito desta tese de doutorado consiste em desenvolver novos métodos para identificar e corrigir erros encontrados no GIS e demais base de dados de concessionárias de distribuição utilizando medidas adquiridas em medidores inteligentes. Os métodos propostos são validados utilizando sistemas de distribuição reais considerando a presença massiva de grid-edge technologies, tais como medidores inteligentes e geradores FV. Três métodos são desenvolvidos: (1) o primeiro método estima a topologia de sistemas de baixa tensão (BT), os parâmetros de linhas BT e o faseamento de consumidores e linhas; (2) o segundo método estima a situação operacional de chaves de média tensão (MT) e posição da derivação de transformadores MT/BT; e (3) o terceiro método estima os elementos físicos e ajustes de controle para banco de capacitores e reguladores de tensão. Os erros abordados pelos métodos propostos são erros típicos encontrados no GIS e demais bases de dados de qualquer concessionária no mundo. Portanto, os métodos propostos e conceitos têm o potencial de ser integrados nas bases de dados de qualquer concessionária de distribuição

Abstract: Ecological awareness and economic motivations have led to the global deployment of clean and renewable distributed energy resources, such as photovoltaic (PV) generation, and electric vehicles. However, to achieve high integration levels of these technologies, which introduce more...

Abstract: Ecological awareness and economic motivations have led to the global deployment of clean and renewable distributed energy resources, such as photovoltaic (PV) generation, and electric vehicles. However, to achieve high integration levels of these technologies, which introduce more uncertainties and variability, it is essential to maintain Geographic Information Systems (GIS) and related databases of power distribution utilities updated, as the accuracy of operation and planning studies rely on these data. This task can be achieved by implementing new applications into the Advanced Distribution Management Systems (ADMS) using raw data provided by smart electricity meters. In the context of adopting these technologies, generically called grid-edge technologies, the objective of this doctoral thesis is to develop new methods to identify and correct typical errors existent in the GIS and related databases of distribution utilities using smart meter measurements. The proposed methods are validated by using real distribution systems considering the massive presence of grid-edge technologies, especially smart meters and PV generators. Three methods are developed: (1) the first method estimates the topology of low voltage (LV) systems, the LV line parameters, and the customers and lines phase connection; (2) the second method estimates the status of switches installed in medium voltage (MV) systems and the tap position of distribution transformers (i.e., MV/LV transformers); and (3) the third method estimates the physical status and control settings of capacitor banks and voltage regulators. The errors tackled by the proposed methods are typical errors found in real GIS databases from utilities worldwide. Therefore, the proposed methods and concepts have the potential to be integrated into any GIS employed by distribution utilities