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Author(s):	João Afonso da Silva Picão
Title:	Mapeamento automático da topologia de redes inteligentes de baixa tensão
Issue Date:	2020-07-21
Description:	O Sistema Elétrico de Energia tem vindo a sofrer mudanças relativamente ao seu modo de operação como consequência das políticas energéticas atuais que procuram viabilizar novos serviços de energia focados no consumidor e também aumentar a integração da produção de energia elétrica através e fontes renováveis. Como resultado desta mudança, tem sido implementado, principalmente nas redes de distribuição de energia, o conceito de redes inteligentes que impõe transformações na operação da rede elétrica. A infraestrutura destas redes inteligentes integra uma série de recursos energéticos distribuídos como a produção e armazenamento de energia. Esta infraestrutura é sobreposta por uma camada de monitorização e controlo digital. Com a crescente implementação de produção de energia renovável, principalmente ao nível da rede de média tensão e baixa tensão, surgem alguns desafios técnicos à operação da rede. Um desses desafios passa pela incerteza que surge relativamente ao diagrama de cargas. Esta incerteza impõe que haja uma maior capacidade de monitorização e controlo da rede para que sejam identificadas possíveis violações dos limites técnicos da rede e, com essa informação, definir estratégias de controlo para otimizar a operação do sistema. Com este novo paradigma também começam a ser implementadas infraestruturas de contagem digital e inteligente (Advanced Metering Infrastructure). Estas infraestruturas permitem aumentar a capacidade de monitorização da rede, sendo capazes de recolher perfis de carga e tensão em todos os nós da rede de Baixa Tensão. Contudo, a rede de Baixa Tensão tem o problema de ter uma observabilidade reduzida, que cria limitações significativas à utilização dos dados destas infraestruturas para efeitos de monitorização e controlo, já que, a caracterização da topologia da rede é pobre e as características elétricas dos seus condutores são desconhecidas em muitos casos. Assim sendo, para que se possam aproveitar ao máximo as infraestruturas de contagem inteligente, é imperativo que se resolva o problema da baixa observabilidade da rede de Baixa Tensão. Atualmente, a abordagem para a obtenção da informação da topologia e ligações dos consumidores à rede implica a deslocação de equipas ao terreno ou a instalação de equipamento adicional no Posto de Transformação para a identificação das fases de ligação dos clientes. Esta abordagem acarreta enormes esforços a nível financeiro e de recursos humanos pelo que não é viável a sua utilização generalizada nas redes de Baixa Tensão. Esta dissertação tem como principal objetivo propor uma metodologia que se destaque para apoiar o processo de mapeamento de fases. Tirando partido do histórico de medidas recolhidas pelos contadores inteligentes, a metodologia tem como objetivo identificar a fase a que o consumidor está provavelmente ligado. Com a realização desta identificação e mapeamento é possível reduzir os trabalhos de terreno e possivelmente evitar a instalação de equipamento adicional. Para a identificação do método ideal para a resolução do problema do mapeamento das fases, foram usados diversos algoritmos de cluster como, por exemplo, K-means, k-medoids e clustering hierárquico, bem como diversas distâncias que alimentam os algoritmos de cluster como, por exemplo, distância Euclidiana, DTW (Dynamic Time Warping), Dissimilaridades com base na auto-correlação (ACF - Autocorrelation-Based Dissimilarity), entre outras. Neste trabalho desconhecem-se as fases da rede a que os contadores inteligentes estão ligados. Como tal, a avaliação e comparação dos resultados é feita a partir de indicadores que avaliam tanto o número ótimo de clusters para cada método - Silhouette, estatística de GAP, entre outros - como a estabilidade dos clusters obtidos - Bootstrap. A quase totalidade do trabalho foi desenvolvido com recurso ao Software R e tendo por base rotinas estabelecidas também em C. Com os resultados deste trabalho pretende-se comparar diferentes metodologias e identificar as que melhor se adaptam ao problema do mapeamento de fases. Os resultados poderão introduzir melhorias em aplicações existentes com potencial de integração em soluções avançadas de gestão da rede de distribuição.
Subject:	Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
Scientific areas:	Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
DOI:	10.34626/86sq-eh50
TID identifier:	202591131
URI:	https://hdl.handle.net/10216/132855
Document Type:	Dissertação
Rights:	openAccess
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