Academic literature on the topic 'Backward/forward sweep power flow'

Orientador: John Fredy Franco Baquero<br>Resumo: Nesta dissertação é proposta a aplicação do algoritmo genético de chaves aleatórias viciadas para a solução do problema de reconfiguração de sistemas de distribuição. Esse problema de otimização consiste em encontrar a configuração radial que apresenta perdas mínimas, satisfazendo as restrições topológicas e as restrições operacionais, sendo modelado como um problema de Programação Não Linear Inteira Mista. O método proposto utiliza o algoritmo de Prim na geração de configurações radiais e emprega um algoritmo de fluxo de carga de varredura para avaliar cada proposta de solução. O algoritmo genético de chaves aleatórias viciadas foi desenvolvido na linguagem de programação FORTRAN e foi testado em quatro sistemas de distribuição da literatura especializada (14 barras, 33 barras, 84 barras e 136 barras). Os resultados obtidos da aplicação do algoritmo permitem avaliar o seu desempenho e eficiência em comparação com a melhor solução encontrada na literatura especializada.<br>Abstract: The application of the biased random-key genetic algorithm for the reconfiguration of distribution systems is proposed in this Dissertation. The problem of reconfiguration in distribution systems consists of finding the radial configuration that presents the minimum losses, satisfying topological and operating constraints and is commonly modeled as a mixed-integer nonlinear programming problem. The proposed method uses the Prim's algorithm to generate radial configurations that are evaluated through a backward/forward sweep power flow method. The biased random-key genetic algorithm used was developed in the programming language FORTRAN and was tested in four systems (14-bus, 33-bus, 84-bus and 136-bus). The obtained results show the performance and efficiency of the proposed method in comparison to the best solution found in the specialized literature.<br>Mestre

Orientador: Antonio Padilha Feltrin<br>Banca: Sergio Azevedo de Oliveira<br>Banca: José Aquiles Baesso Grimoni<br>Resumo: Neste trabalho investigou-se o desempenho de um algoritmo de cálculo de fluxo de potência trifásico baseado em um método de varredura chamado backward forward sweep. O estudo desenvolveu-se para sistemas de distribuição de energia elétrica radiais e/ou radiais fracamente malhados, sendo que o foco principal foi a avaliação do processo de convergência e exatidão do método de fluxo de potência. Para tal finalidade investigou-se variadas situações de redes, tais como: barras conectadas com linhas longas e linhas curtas, presença de reguladores de tensão, presença de geração distribuída, presença de linhas com representação shunt, sistemas com carregamento leve, carregamento médio e carregamento pesado, desequilíbrio de cargas entre as fases (a, b e c), influência de modelos de cargas (potência constante, admitância constante e corrente constante) etc. O método backward-forward sweep é bem conhecido e discutido na literatura, porém uma análise de desempenho com todos os detalhes de modelos existentes nas redes de distribuição não é encontrada. Encontram-se análises com modelos isolados, ou seja, considerando somente redes fracamente malhadas, ou com barras com tensão controlada, ou com modelos de transformadores etc. Muitos destes estudos apresentaram resultados apenas para redes de pequeno porte, pois na maioria dos casos o objetivo principal era validar os modelos. Neste trabalho buscou-se desenvolver um estudo completo de desempenho e confiabilidade de uma implementação do método backward-forward sweep. Assim foram utilizadas redes de distribuição reais e fictícias encontradas na literatura, com as mais variadas topologias, incluindo ramais monofásicos (MRT), diferentes níveis de carregamento, cargas desequilibradas e diversos modelos de componentes de rede.<br>Abstract: At this work an algorithm of calculation on three-phase power flow was investigated based on a sweeping method called backward forward sweep. The study was developed for radial electric power distribution networks and/or weakly interconnected radial ones, and the main focus was the evaluation of the convergence process and accuracy of the method of power flow. For such a purpose it was investigated varied situations of networks, such as: connected bars with long lines and short lines, voltage regulators presence, distributed generation presence, lines with representation shunt, systems with light, medium and heavy loading, unbalanced of loads among the phases (a, b and c) and influence of loads models (constant power, constant current and constant admittance). The method backward-forward sweep is very known and discussed in the literature, however an analysis with all the details of existent models in the distribution networks is not found. They are analyses with isolated models, in other words, considering only networks weakly interconnected, or with bars with controlled voltage, or with models of transformers. Many of these studies presented resulted just for networks of small load, because in most of the cases the main objective was to validate the models. In this work it was looked for to develop a complete study and reliability of an implementation of the method backward-forward sweep. Like this real and fictitious distribution networks were used found in the literature, with the most varied topologies, including monophase extensions (MRT), different loading levels, unbalanced loads and several models of networks components.<br>Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-04-26Bitstream added on 2014-06-13T19:48:59Z : No. of bitstreams: 1 pantuzi_av_me_ilha.pdf: 1781418 bytes, checksum: 8c96b8f3bf6cc971c43ea4aa045c10fb (MD5)<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)<br>Neste trabalho investigou-se o desempenho de um algoritmo de cálculo de fluxo de potência trifásico baseado em um método de varredura chamado backward forward sweep. O estudo desenvolveu-se para sistemas de distribuição de energia elétrica radiais e/ou radiais fracamente malhados, sendo que o foco principal foi a avaliação do processo de convergência e exatidão do método de fluxo de potência. Para tal finalidade investigou-se variadas situações de redes, tais como: barras conectadas com linhas longas e linhas curtas, presença de reguladores de tensão, presença de geração distribuída, presença de linhas com representação shunt, sistemas com carregamento leve, carregamento médio e carregamento pesado, desequilíbrio de cargas entre as fases (a, b e c), influência de modelos de cargas (potência constante, admitância constante e corrente constante) etc. O método backward-forward sweep é bem conhecido e discutido na literatura, porém uma análise de desempenho com todos os detalhes de modelos existentes nas redes de distribuição não é encontrada. Encontram-se análises com modelos isolados, ou seja, considerando somente redes fracamente malhadas, ou com barras com tensão controlada, ou com modelos de transformadores etc. Muitos destes estudos apresentaram resultados apenas para redes de pequeno porte, pois na maioria dos casos o objetivo principal era validar os modelos. Neste trabalho buscou-se desenvolver um estudo completo de desempenho e confiabilidade de uma implementação do método backward-forward sweep. Assim foram utilizadas redes de distribuição reais e fictícias encontradas na literatura, com as mais variadas topologias, incluindo ramais monofásicos (MRT), diferentes níveis de carregamento, cargas desequilibradas e diversos modelos de componentes de rede.<br>At this work an algorithm of calculation on three-phase power flow was investigated based on a sweeping method called backward forward sweep. The study was developed for radial electric power distribution networks and/or weakly interconnected radial ones, and the main focus was the evaluation of the convergence process and accuracy of the method of power flow. For such a purpose it was investigated varied situations of networks, such as: connected bars with long lines and short lines, voltage regulators presence, distributed generation presence, lines with representation shunt, systems with light, medium and heavy loading, unbalanced of loads among the phases (a, b and c) and influence of loads models (constant power, constant current and constant admittance). The method backward-forward sweep is very known and discussed in the literature, however an analysis with all the details of existent models in the distribution networks is not found. They are analyses with isolated models, in other words, considering only networks weakly interconnected, or with bars with controlled voltage, or with models of transformers. Many of these studies presented resulted just for networks of small load, because in most of the cases the main objective was to validate the models. In this work it was looked for to develop a complete study and reliability of an implementation of the method backward-forward sweep. Like this real and fictitious distribution networks were used found in the literature, with the most varied topologies, including monophase extensions (MRT), different loading levels, unbalanced loads and several models of networks components.

Made available in DSpace on 2017-07-10T16:41:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert Jonattan Emanuel Sarmiento2.pdf: 1326992 bytes, checksum: eeb1918a0e5e9c45ad54043cd1ea9c5e (MD5) Previous issue date: 2016-06-23<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>In recent years there has been a great increase in the use of distributed generators. This occurred not only by advances in production technologies of small generators and frequency inverters, but also by the benefits that brings to the distribution systems and the incentive policies. In the analysis of these systems is essential to calculate the power flow and properly solve it and the modeling of the inverter should be reviewed together with its implementation in the method employed, attempting to the fact that the inverters are beginning to use advanced functions that can to provide ancillary services. In this work the modelling of inverter with advanced functions such as Basic Intelligent Volt-Var Control (BIVV) and Intelligent Volt-Var With Hysteresis (IVVH) are reviewed, therefore it is propose methods the implements this models in the method sweep. In proposal implementation it is use of elements of the sensitivity matrix of nodes PV defined in the compensation method. In the analyzed cases, the implementations were effectiveness achieving solutions in convergent values and in accordance to the control strategies. In the results of simulations there were differences in the operating points of the inverter acting on a node of the distribution system comparing the different modeling analyzed in different system load conditions and different levels of active power supply. When comparing the voltage profiles of the various modeling, in general notice that there is a greater variation when it has large reactive power capacity. If in the future of distributed generation evolve to provide reactive support as the ancillary service, it shall be careful properly modelling the inverter avoiding mistaken results that will affect the plans of the concessionaires.<br>Nos últimos anos verificou-se um grande aumento no uso de geradores distribuídos. Isso ocorreu não apenas pelos avanços nas tecnologias de produção de pequenos geradores e inversores de frequência, mas também pelos benefícios que estes trazem aos sistemas de distribuição e pelas políticas de incentivos. Nas análises desses sistemas é fundamental calcular o fluxo de potência e, para resolvê-lo adequadamente, deve-se revisar a modelagem do inversor e sua implementação no método empregado, atentando-se ao fato de que os inversores estão começando a utilizar funções avançadas passíveis de fornecer serviços ancilares. Neste trabalho são revisadas as modelagens dos inversores com funções avançadas, tais como o controle Basic Intelligent Volt-Var (BIVV) e Intelligent Volt-Var With Hysteresis (IVVH), além de propor métodos de implementação para o método da varredura. Nas implementações propostas se faz uso de elementos da matriz de sensibilidade dos nós PV definida no método da compensação. Nos casos analisados, as implementações tiveram eficácia, conseguindo atingir soluções em valores convergentes e em concordância às estratégias de controle. Já nos resultados das simulações, ilustram-se as diferenças dos pontos operativos do inversor atuando em um nó do sistema de distribuição comparando-se as diferentes modelagens analisadas em distintas condições de carga do sistema e diversos níveis de fornecimento de potência ativa. Ao comparar-se os perfis de tensão das diversas modelagens, em geral, nota-se que há uma variação maior quando se tem maior capacidade de potência reativa. Se no futuro a geração distribuída evoluir para prestar suporte de potência reativa como um serviço ancilar, é necessário tomar precauções para modelar adequadamente o inversor, de modo a evitar obter resultados equivocados que afetarão os planejamentos das concessionárias.

Este trabalho descreve uma abordagem do método primal-dual barreira logarítmica (MPDBL) associado ao método de Newton modificado para a resolução do problema de fluxo de potência para sistemas de distribuição radial. Também foi realizado um estudo comparativo com duas técnicas clássicas de solução do problema de fluxo potência para redes de distribuição radial. São os métodos: Backward/Forward Sweep e o método proposto por M. Baran e F. Wu, que é baseado na técnica de Newton-Raphson. Este método utiliza uma matriz Jacobiana modificada que atende a característica radial dos sistemas de distribuição. Nos testes comparativos serão considerados todos os parâmetros do sistema. Os algoritmos de solução serão analisados em suas propriedades de convergência e será realizado um teste de robustez. Os resultados dos testes realizados em 4 sistemas (4, 10, 34 e 70 barras) e o teste comparativo entre os métodos evidenciam a melhor metodologia na solução do problema de fluxo de potência para sistemas radiais<br>This work describes an approach on primal-dual logarithmic barrier method (PDLBM) associate to the method of Newton modified for the resolution of the problem of power flow for radial distribution systems. Also a comparative study with two classic techniques of solution of the flow problem was carried through power for nets of radial distribution. They are the methods: Backward/Forward Sweep and the method considered for M. Baran and F. Wu, that is based on the technique of Newton-Raphson. This method uses modified Jacobiana matrix that takes care of the radial characteristic of the distribution systems. In the comparative tests all will be considered the parameters of the system. The solution algorithms will be analyzed in its properties of convergence and will be carried through a robustness test. The results of the tests carried through in 4 systems (4, 10, 34 and 70 bus) and the comparative test between the methods evidence the best methodology in the solution of the problem of power flow for radial systems

博士<br>國立中正大學<br>電機工程所<br>96<br>Load flow analysis is the most fundamental work for power system operation and planning. In transmission systems, the network is always treated as balanced. Then, the load flow problem for transmission system can be dealt by single-phase method. However, the distribution power system is unbalanced inherently because of unsymmetrical network and unbalanced loads. In such situation, the conventional load flow methods for transmission systems are not suitable for distribution systems. In addition, high R/X ratio and radial structure are also to restrict the use of single-phase load flow approaches. Therefore, the three-phase approaches are required for distribution system load flow studies. The thesis proposes an improved forward/backward sweep algorithm for three-phase load flow analysis of radial distribution systems. In the backward sweep, the KCL and KVL are used to calculate each line current and the upstream bus voltage of each line or a transformer branch. Then, linear proportion principle for finding the real and imaginary ratios on each line section and bus index for fast mapping the terminal bus at each branch are exploited in the forward sweep to update the voltage at each junction or each terminal bus. The procedure stops after the mismatch of the calculated and the specified voltages at the substation is less than the predefined convergence tolerance. In the proposed method, the distribution component models including overhead lines, underground cables, different connecting type transformers, spot loads, distributed loads, capacitor banks and cogenerator are in consideration. The proposed solution algorithm has been described in details and tested by IEEE benchmark distribution systems with default system data, different system loadings, different power factors and different R/X ratios at different system loadings. Results show that the algorithm is accurate and computationally efficient in comparing with conventional forward/backward sweep method and ladder iteration method.