Diseño de un estimador de estado para implementar estrategias de auto-restablecimiento en una microrred

Abstract

Esta tesis presenta los resultados del trabajo de investigación enfocado a diseñar un algoritmo de estimación de estado para sistemas de distribución. El estimador de estado se resolvió minimizando los residuos de las medidas por el método de mínimos cuadrados ponderados; además, para solucionar el problema de inversión se utilizó la descomposición en valores singulares. En este caso las variables de estado corresponden al fasor complejo de las corrientes de las ramas del sistema. Con el objetivo de garantizar la convergencia del estimador de estado en una única solución, se desarrolló un análisis de observabilidad numérica basado en medidas convencionales de potencia y de magnitud de corriente. Se propone utilizar unidades de medición fasorial, ya que este tipo de medidas pueden garantizar la observabilidad de un sistema, si su ubicación permite prescindir de algunos pares de medidas de potencia activa y reactiva; además, de incrementar la redundancia en el conjunto de medidas. Los resultados del estimador de estado se utilizan como datos de entrada para las funciones de auto-restablecimiento de una microrred. Estas funciones consisten en un predictor de pérdidas de potencia activa y reactiva, para cualquier condición de carga del sistema, y un algoritmo que re-sincroniza la microrred con el sistema de distribución.

Abstract. This Masters thesis presents the results of the research work focused to design a state estimation algorithm for distribution systems. The state estimator is solved minimizing the measurement residuals by the weighted least squares method; and also to solve the inversion problem is used the singular value decomposition. The state variables are the branch current phasors. With the objective of ensuring the convergence of the state estimator in an unique solution, was carried out a numerical observability analysis based on conventional power and branch current magnitude measures. It is proposed to use phasor measurement units, since these can ensure the observability of a system, if its location allows dispense of one or several pairs of power measurements (active and reactive power), these units also increase the redundancy in the measurement set. The state estimator results are used as input data for the self-healing functions in a microgrid. These functions consist in a power losses predictor for any system load condition, and an algorithm that re-synchronize the microgrid with the distribution system.