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Authors
Abstract(s)
Transmission line parameters can change over time due to environmental variations and component aging. Traditional calculations of these parameters, based on geometrical data from manufacturers do not account for these dynamics, leading to inaccuracies that impact real-time system operations and long-term applications. This study explores two methods for estimating transmission line parameters. The first approach utilizes Kirchhoff’s law and the characteristic equations of the equivalent π model of transmission lines along with phasor measurements to estimate the line parameters. The second method involves deriving the admittance matrix from sequential voltage and current phasor measurements for a fully observable power system. Two case studies are conducted in this work. One examines a five-bus radial network through the first approach and the other analyzes the IEEE 14-bus test case system through both methods. Series resistance and inductance were estimated with good accuracy by both methods, although the first method had higher accuracy. Shunt admittance was identified using the first approach, but the second approach was not capable of doing so and should be further investigated. Additionally, a sensitivity analysis showed that the number of available measurements impacts the accuracy of the second approach.
Os parâmetros das linhas de transmissão podem variar ao longo do tempo devido às mudanças ambientais e ao envelhecimento dos components das linhas. Os cálculos convencionais desses parâmetros, baseados na geometria das linhas, não consideram essas mudanças, resultando em imprecisões que afetam as operações em tempo real e as aplicações de longo prazo do sistema. Neste estudo, são explorados dois métodos para estimar os parâmetros da linha de transmissão. O primeiro método utiliza a lei de Kirchhoff e as equações características do modelo π equivalente das linhas de transmissão, juntamente com medições fasoriais, para realizar a estimative dos parâmetros das linhas. O segundo método envolve a obtenção da matriz admitância a partir de medições fasoriais de tensão e corrente para um sistema de potência totalmente observável. Dois estudos de caso são conduzidos, um em uma rede radial de cinco barras usando o primeiro método e outro no sistema de teste de 14 barras do IEEE empregando ambos os métodos. Tanto a resistência quanto a indutância em série foram estimadas com precisão por ambos os métodos, porém o primeiro método demonstrou maior precisão. Enquanto a admitância shunt foi identificada com sucesso usando o primeiro método, o segundo método não conseguiu estimá-la com eficácia e requer investigação adicional. Adicionalmente, uma análise de sensibilidade revelou que a precisão do segundo método é impactada pela quantidade de medições fasoriais disponíveis.
Os parâmetros das linhas de transmissão podem variar ao longo do tempo devido às mudanças ambientais e ao envelhecimento dos components das linhas. Os cálculos convencionais desses parâmetros, baseados na geometria das linhas, não consideram essas mudanças, resultando em imprecisões que afetam as operações em tempo real e as aplicações de longo prazo do sistema. Neste estudo, são explorados dois métodos para estimar os parâmetros da linha de transmissão. O primeiro método utiliza a lei de Kirchhoff e as equações características do modelo π equivalente das linhas de transmissão, juntamente com medições fasoriais, para realizar a estimative dos parâmetros das linhas. O segundo método envolve a obtenção da matriz admitância a partir de medições fasoriais de tensão e corrente para um sistema de potência totalmente observável. Dois estudos de caso são conduzidos, um em uma rede radial de cinco barras usando o primeiro método e outro no sistema de teste de 14 barras do IEEE empregando ambos os métodos. Tanto a resistência quanto a indutância em série foram estimadas com precisão por ambos os métodos, porém o primeiro método demonstrou maior precisão. Enquanto a admitância shunt foi identificada com sucesso usando o primeiro método, o segundo método não conseguiu estimá-la com eficácia e requer investigação adicional. Adicionalmente, uma análise de sensibilidade revelou que a precisão do segundo método é impactada pela quantidade de medições fasoriais disponíveis.
Description
Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca - CEFET/RJ
Keywords
Transmission line parameter estimation Phasor measurement unit Power flow State estimation Graph theory