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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/41647
Title: | Um sistema de proteção de sobrecorrente direcional adaptativa baseada em lógica fuzzy para sistemas de distribuição de energia elétrica com geração distribuída fotovoltaica. |
Other Titles: | An adaptive directional overcurrent protection system based on fuzzy logic for electrical power distribution systems with photovoltaic distributed generation. |
???metadata.dc.creator???: | LIMA, Rodrigo César Dantas de. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | BRITO, Núbia Silva Dantas. |
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: | LOPES, Felipe Vigolvino. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | NEVES, Washington Luiz Araújo. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | DANTAS, Karcius Marcelus Colaço. |
???metadata.dc.contributor.referee3???: | OLESKOVICZ, Mário. |
???metadata.dc.contributor.referee4???: | BATISTA, Oureste Elias. |
Keywords: | Geração distribuída;Lógica fuzzy;Proteção direcional de sobrecorrente;Sistema de distribuição de energia elétrica;Sistema de proteção adaptativa;Distributed generation;Fuzzy logic;Directional overcurrent protection;Electric power distribution system;Adaptive protection system |
Issue Date: | 28-Feb-2025 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | LIMA, Rodrigo César Dantas de. Um sistema de proteção de sobrecorrente direcional adaptativa baseada em lógica fuzzy para sistemas de distribuição de energia elétrica com geração distribuída fotovoltaica. 2025. 125 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025. |
???metadata.dc.description.resumo???: | Nos últimos anos é crescente o aumento da geração de energia elétrica próxima aos consumidores, denominada geração distribuída. No Brasil, a tecnologia fotovoltaica representa mais de 99% das unidades consumidoras com geração distribuída instaladas. Apesar das reconhecidas vantagens, sabe-se que a inserção de novas fontes geradoras em um sistema de distribuição de energia elétrica, que foi projetado para operar de maneira unidirecional, pode proporcionar modificações no fluxo de potência e, con sequentemente, provocar vários problemas, em particular ao sistema de proteção dos sistemas de distribuição de energia elétrica tradicionais. Esta Tese enquadra-se nesse contexto e propõe uma proteção de sobrecorrente direcional adaptativa para sistemas de distribuição de energia elétrica com geração distribuída do tipo fotovoltaica. A solução é baseada no conceito de lógica fuzzy, sendo capaz de ajustar o valor da corrente de pickup utilizada nas curvas digitais de operação em tempo inverso aplicadas tanto aos relés direcionais de sobrecorrente quanto aos religadores digitais de forma online. Usando uma arquitetura centralizada (modelada no ambiente Simulink/MATLAB®), a qual é caracterizada por conter um computador localizado na subestação que controla todo o sistema de proteção, o sistema proposto monitora e processa os canais analógicos e digitais do relés e religadores, obtendo como resultado a variação dos estados dos disjuntores e a potência ativa do sistema de distribuição, os quais são utilizados como indicativos de mudança de cenário de operação. Em caso de identificação de alteração de cenário, o sistema proposto recalcula a corrente de pickup, tendo como variáveis de entrada da lógica fuzzy a corrente de carga e a corrente de curto-circuito. Para validar a solução proposta, os sistemas-testes de 34 barras e 69 barras do IEEE foram simulados no software Simulink (MATLAB®), permitindo variar a potência nominal da geração distribuída, o carregamento do sistema de distribuição e o tipo de curto-circuito. Três cenários foram avaliados: i) localização da instalação dos geradores fotovoltaicos; ii) mudança de topologia e iii) variação no carregamento do alimentador. Os resultados obtidos confirmam os benefícios da solução proposta e corroboram que a realização de mudanças na proteção de sobrecorrente com inserção de geração distribuída pode ser fundamental para garantir a sensibilidade dos dispositivos e uma correta atuação visando garantir a coordenação da proteção direcional de sobrecorrente e garantindo a continuidade do serviço do sistema de distribuição. |
Abstract: | In recent years, there has been a growing increase in the generation of electricity close to consumers, known as distributed generation. In Brazil, photovoltaic technology accounts for more than 99% of consumer units with installed distributed generation. Despite the recognized advantages, it is known that the insertion of new generating sources into an electrical power distribution system, which was designed to operate unidirectionally, can lead to changes in power flow and, consequently, cause several problems, particularly to the protection system of traditional electrical power distribution systems. Therefore, this Thesis proposes an adaptive directional overcurrent protection for electrical power distribution systems with photovoltaic distributed generation. The solution is based on the concept of fuzzy logic, being able to adjust the pickup current value used in the digital inverse time operating curves applied to both directional overcurrent relays and digital reclosers online. Using a centralized architecture (modeled in the Simulink/MATLAB® environment), which is characterized by containing a computer located at the substation that controls the entire protection system, the proposed system monitors and processes the analog and digital channels of the relays and reclosers, resulting in the variation of circuit breaker states and the active power of the distribution system, which are used as indicators of changes in the operating scenario. If a scenario change is identified, the proposed system recalculates the pickup current, using the load current and short-circuit current as input variables for the fuzzy logic. To validate the proposed solution, the IEEE 34-bus and 69-bus test systems are simulated in Simulink (MATLAB®) software, allowing the nominal power of the distributed generation, the loading of the distribution system, and the type of short circuit to be varied. Three scenarios were evaluated: i) location of the installation of photovoltaic generators; ii) topology change; and iii) variation in feeder loading. The results obtained confirm the benefits of the proposed solution. Making changes to overcurrent protection with the insertion of distributed generation can be fundamental to ensure the sensitivity of the devices and correct operation to ensure the coordination of directional overcurrent protection and ensure the continuity of the distribution system service. |
Keywords: | Geração distribuída Lógica fuzzy Proteção direcional de sobrecorrente Sistema de distribuição de energia elétrica Sistema de proteção adaptativa Distributed generation Fuzzy logic Directional overcurrent protection Electric power distribution system Adaptive protection system |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Elétrica. |
URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/41647 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Elétrica. |
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RODRIGO CÉSAR DANTAS DE LIMA - TESE (PPGEE) 2025.pdf | 30.4 MB | Adobe PDF | View/Open |
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