Análise multivariada de eventos e variações em sistemas de transmissão de energia elétrica com base em processos de digitalização dos sistemas de potência

Abstract

Este trabalho de doutorado discute e explora uma infraestrutura de medição singular para o Monitoramento em Tempo Real de Linhas de Transmissão (LT), aplicada a um trecho de 230kV da Rede Básica brasileira. O sistema buscou ampliar o escopo de monitoramento das grandezas observadas por meio de novos conceitos de sensoriamento óptico, capturando não apenas variáveis no domínio elétrico, mas também nos domínios mecânico, térmico e ambiental, mediante o emprego de tecnologias ópticas e sensores de medição meteorológicos, posicionados estrategicamente no meio da LT. Neste contexto, o trabalho de pesquisa desenvolvido nesta tese de doutorado, tem por objetivo propor uma abordagem para análise multivariada de eventos e variações em linhas de transmissão de energia elétrica, trazendo um forma de estruturação de dados quanto à aquisição, identificação e classificação de eventos e variações no conjunto de dados monitorados, que mereçam ser avaliados de forma mais aprofundada. Neste campo da análise de sistemas elétricos, a abordagem multivariada permitiu uma avaliação coerente e assertiva do comportamento da LT, visto que as correlações estabelecidas entre as variáveis monitoradas trazem informações mais completas acerca do que acontece na LT em comparação às análises de grandezas puramente elétricas, o que faz com que tal abordagem forneça melhores subsídios à tomada de decisão, ampliando-se a confiabilidade do sistema elétrico. No campo do desenvolvimento tecnológico, a abordagem de controle permitiu mitigar limitações da infraestrutura de medição, por meio da implementação de uma malha fechada de controle da variável potência óptica, a qual permite de forma automatizada buscar o ponto ótimo para a calibração do sistema, ampliando a confiabilidade da medição de corrente elétrica.

Abstract: This research explores a singular measurement infrastructure for Real-Time Monitoring of Transmission Lines, applied to a 230kV section of the Brazilian Grid. The system aimed to expand the scope of monitoring the observed variables through new concepts of optical sensing. Thus, variables are captured not only in the electrical domain but also in the mechanical, thermal, and environmental domains through optical technologies and meteorological measurement sensors strategically positioned in the middle of the transmission line. In this context, the research work developed in this doctoral thesis aims to propose an approach for multivariate analysis of events and variations in electric power transmission lines, providing a way of structuring data concerning the acquisition, identification, and classification of events and variations in the monitored data set, which deserve to be evaluated in more depth. In this field of electrical systems analysis, the multivariate approach allowed a coherent and assertive assessment of the transmission line behavior since the correlations established between the monitored variables provide more complete information about what happens in the transmission line compared to the analysis of purely electrical quantities, which makes this approach offer better support for decision-making, increasing the reliability of the electrical system. In the field of technological development, the control approach allowed for mitigating limitations of the measurement infrastructure by implementing a closed control loop of the optical power variable, which allows the automated search for the optimum point for system calibration, improving the reliability of the electric current measurements.