Redução de ordem paramétrica de modelos aplicada à análise de estabilidade eletromecânica a pequenos sinais em sistemas de potência

Abstract

Este trabalho propõe, detalha e investiga quatro abordagens para Redução de Ordem Paramétrica de Modelos (ROPM), aplicadas em estabilidade eletromecânica a pequenos sinais de Sistemas de Potência. Cada abordagem é aplicada sobre um sistema na representação de sistema descritor com matriz jacobiana aumentada, resultando em um sistema reduzido com determinados parâmetros de interesse explicitamente acessíveis. O método de Truncamento Balanceado via SLRCF-ADI foi empregado na redução da parte do sistema que não varia com os parâmetros de interesse. A primeira abordagem proposta considera como constantes as matrizes de transformação de ordem, obtidas na redução de ordem de modelo (ROM) em determinada configuração de parâmetros e as reaproveita para gerar modelos reduzidos em outras configurações de parâmetros de interesse. A segunda abordagem retira do sistema as equações e variáveis associadas, no caso, a Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP), realiza a ROM e, em seguida, utiliza uma metodologia proposta para reacoplar as equações dos ESPs. A terceira abordagem é semelhante à segunda, porém retira do sistema apenas as equações que contém os parâmetros de interesse. A quarta abordagem associa ramos em paralelo a ramos que contenham parâmetros de interesse, realiza a ROM sem estes ramos paralelos, e os reacopla ao sistema reduzido. Testes foram efetuados buscando-se avaliar o desempenho de cada abordagem de redução paramétrica em diferentes circunstâncias. Dada a grande quantidade de variações e graus de liberdade, alguns testes específicos foram selecionados para a avaliação de desempenho. Ao final, as abordagens foram aplicadas no ajuste de ESPs via análise de lugar geométrico das raízes, com finalidade de realocar modos instáveis e pouco amortecidos presentes no sistema. As segunda, terceira e quarta abordagens apresentaram resultados mais do que satisfatórios quanto à suas capacidades de manter resposta em frequência, no tempo e estabilidade de seus modos muito próximos do comportamento do sistema original, a níveis de erro aceitáveis.