Detecção e identificação de perdas não-técnicas em sistemas de distribuição via estimação de estados e testes geométricos

Abstract

A incidência de perdas não-técnicas em redes de distribuição é um fator reconhecidamente prejudicial à toda a cadeia econômica relacionada ao processo de distribuição de energia elétrica. Assim, é importante equipar os operadores de sistemas de distribuição com ferramentas adequadas para localizar e quantificar essas perdas, a fim de tomar medidas para corrigir falhas em procedimentos operacionais e coibir práticas indevidas no lado da demanda. Esta dissertação propõe uma metodologia baseada em estimação de estados trifásica e testes de hipóteses baseados em uma interpretação geométrica dos multiplicadores de Lagrange, capaz de identificar a ocorrência de perdas não-técnicas e também estimar a sua magnitude. Para esse fim, é empregado um estimador de estados trifásico que processa as medições disponíveis em tempo real e resultados de previsão de carga. A partir da estimação de estados, hipóteses feitas pelo operador sobre a carga em nós selecionados da rede são testadas pelo procedimento geométrico proposto. No caso de rejeição de uma hipótese, a discrepância entre as cargas estimada e presumida corresponde às perdas não técnicas no nó correspondente. Três alimentadores-teste do \textit{IEEE} são usados para ilustrar a aplicabilidade e avaliar o desempenho da abordagem proposta.

Abstract : The incidence of non-technical losses in distribution networks is a well-known detrimental factor to the economic chain related to the electric energy distribution process. It is important to equip distribution system operators with adequate tools to localize and quantify such losses, in order to fix flaws in operational procedures as well as to curb undue practices at the demand side. This dissertation proposes a methodology based on three-phase state estimation and a geometrically supported hypothesis testing procedure capable of not only identify the occurrence of non-technical losses, but also estimate their magnitudes. For that purpose, a three-phase state estimator is employed which processes available real-time measurements and load forecast values. Once state estimates are available, hypotheses made by the operator about the load at selected nodes of the network are tested by using the accessory geometric procedure. Whenever a hypothesis is rejected, the discrepancy between estimated and presumed loads corresponds to the non-technical losses at the corresponding node. Three IEEE test feeders are used to illustrate the applicability and evaluate the performance of the proposed approach.