Minimização do custo global de infraestrutura de comunicação e alocação de PMUs em WAMS utilizando betweenness centrality e dominância em grafos
| dc.contributor.advisor1 | Rocha, Helder Roberto de Oliveira | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/000000016215664X | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8801325729735529 | |
| dc.contributor.author | Boone, Vanessa Batista | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5423077235929989 | |
| dc.contributor.referee1 | Coelho, Elizandra Pereira Roque | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2204128834479828 | |
| dc.contributor.referee2 | Nunes, Reginaldo Barbosa | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0001-8877-1480 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/0301147577506989 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T01:41:03Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T01:41:03Z | |
| dc.date.issued | 2022-12-20 | |
| dc.description.abstract | This work presents a method for optimizing the global cost of Communication Infrastructure (CI) and allocation of Phasor Measurement Units (PMUs) in Wide Area Measurement Systems (WAMS). State Estimation (SE) is a tool that helps in the treatment of data obtained from measurements, eliminating gross errors and topology errors. This tool can only be run when the available measurement data is sufficient, therefore there must be a sufficient amount of PMUs in an Electric Power System (EPS) to guarantee SE. Voltage, current and phase measurements on all system buses are obtained in real time from measuring devices installed in the EPS and with the help of the SE, a secure database is provided for decision-making in electrical networks, being very important for the implementation of a Smart Grid. The allocation of PMUs and CI demands a high cost, and CI has a greater impact on the overall cost of the WAMS. The high impact of CI on total cost motivated this new optimization method. The objective of this work was to optimize the CI and the number of PMUs to obtain a lower overall cost, in simulations with the IEEE-14, IEEE-30, IEEE-118 and IEEE-300 networks. Through the knowledge of graph theory and the elaboration of the allocation of PMUs as an Adapted Connected Dominant Set problem, it was possible to optimize the total cost. Thus, a new weighted metric was proposed and used with Betweenness Centrality. In addition to Betweenness Centrality, two algorithms quite common in graph theory were used in the optimization process. Dijkstra’s algorithm that finds the shortest paths between vertices and Kruskal’s algorithm that searches for a minimal spanning tree for a connected weighted graph, were used to compose the simulation. The developed algorithm was able to reduce the overall cost of the SEPs tested. | |
| dc.description.resumo | Este trabalho apresenta um método de otimização do custo global de Infraestrutura de Comunicação (IC) e alocação de Phasor Measurement Units (PMUs) em Wide Area Measurement Systems (WAMS). A Estimação de Estado (EE) é uma ferramenta que auxilia no tratamento dos dados obtidos das medições, eliminando erros grosseiros e erros de topologia. Esta ferramenta só pode ser executada quando os dados das medições disponíveis são suficientes, portanto deve existir uma quantidade suficiente de PMUs em um Sistema Elétrico de Potência (SEP) para garantir a EE. Medidas de tensão, corrente e fase em todas as barras do sistema são obtidas em tempo real a partir de dispositivos de medição instalados no SEP e com o auxílio da EE, um banco de dados seguro é fornecido para a tomada de decisão nas redes elétricas, sendo muito importante para a implantação de uma Rede Elétrica Inteligente ou Smart Grid. A alocação de PMUs e da IC demanda um elevado custo, sendo que a IC possui um maior impacto no custo global do WAMS. O alto impacto da IC no custo total motivou este novo método de otimização. O objetivo deste trabalho foi o de otimizar a IC e a quantidade de PMUs para obter um menor custo global, em simulações com as redes IEEE-14, IEEE-30, IEEE-118 e IEEE-300. Através do conhecimento da teoria de grafos e da elaboração da alocação de PMUs como um problema de Conjunto Dominante Conexo Adaptado foi possível otimizar o custo total. Dessa forma, uma nova métrica a ponderada foi proposta e utilizada com a Betweenness Centrality. Além da Betweenness Centrality dois algoritmos bastante comuns na teoria de grafos foram usados no processo de otimização. O algoritmo de Dijkstra que encontra os menores caminhos entre os vértices e o algoritmo de Kruskal que pesquisa uma árvore geradora mínima para um grafo ponderado conexo, foram utilizados para compor a simulação. O algoritmo desenvolvido conseguiu reduzir o custo global dos SEPs testados. | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/16492 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Engenharia Elétrica | |
| dc.publisher.department | Centro Tecnológico | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | WAMS | |
| dc.subject | PMUs | |
| dc.subject | Teoria dos grafos e observabilidade do sistema de potência | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Engenharia Elétrica | |
| dc.title | Minimização do custo global de infraestrutura de comunicação e alocação de PMUs em WAMS utilizando betweenness centrality e dominância em grafos | |
| dc.type | masterThesis |
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