Análise modal da estabilidade de tensão em sistemas trifásicos desequilibrados com geração distribuida

dc.contributor.advisor1Negrete, Lina Paola Garces
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3707701912481754
dc.contributor.referee1Negrete, Lina Paola Garces
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3707701912481754
dc.contributor.referee2Kopcak, Igor
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0150563347639592
dc.contributor.referee3Oliveira, Marcelo Escobar de
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2764187939965503
dc.creatorSantos, Vinícius Morais Calixto dos
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/2085241614035490
dc.date.accessioned2026-06-18T19:42:14Z
dc.date.available2026-06-18T19:42:14Z
dc.date.issued2026-03-24
dc.description.abstractThis work addresses the problem of voltage stability in electric power distribution systems, focusing on the application of static modal analysis. Traditionally, this methodology is applied to systems modeled under the assumption of three-phase balance, which simplifies the calculations but neglects the operational reality of distribution networks, often subject to significant load and generation unbalances. In this context, the present study proposes the application of static modal analysis explicitly considering unbalanced three-phase conditions, enabling a more accurate assessment of bus vulnerability and voltage stability margins under asymmetric operating scenarios. The methodology was developed based on the solution of the power flow in polar coordinates and the analysis of the reduced Jacobian matrix, allowing the identification of critical eigenvalues and the classification of the buses most susceptible to voltage collapse through participation factors. Additionally, the impact of distributed generation (DG) insertion on the stability and security margins of unbalanced distribution systems was investigated, constituting the main contribution of this work. The proposed methodology was computationally implemented and tested on the IEEE 4-bus, IEEE 13-bus, and IEEE 14-bus systems. The results demonstrate that static modal analysis applied to unbalanced three-phase systems provides diagnoses that are substantially more representative of real system operation when compared with equivalent single-phase models. Furthermore, it was observed that the integration of DG can act as a strategic resource for enhancing voltage stability, being particularly beneficial in unbalanced systems when the generated power is carefully distributed among the phases. In this context, allocating DG to the most heavily loaded phases contributes to compensating system imbalances, resulting in increased loading margins and reduced vulnerability of critical buses.eng
dc.description.resumoO presente trabalho aborda o problema da estabilidade de tensão em sistemas de distribuição essa metodologia é aplicada a sistemas modelados sob a hipótese de equilíbrio trifásico, o que simplifica os cálculos, mas negligencia a realidade operacional das redes de distribuição, frequentemente sujeitas a desequilíbrios significativos de carga e geração. Nesse contexto, este estudo propõe a aplicação da análise modal estática considerando explicitamente a condição trifásica desbalanceada, de modo a possibilitar uma avaliação mais precisa da vulnerabilidade das barras e da margem de estabilidade de tensão em cenários operacionais assimétricos. A metodologia foi desenvolvida a partir da solução do fluxo de carga em coordenadas polares e da análise da matriz Jacobiana reduzida, permitindo a identificação de autovalores críticos e a classificação das barras mais suscetíveis ao colapso de tensão por meio dos fatores de participação. Adicionalmente, investigou-se o impacto da inserção de geração distribuída (GD) nas margens de estabilidade e segurança de sistemas de distribuição desequilibrados, constituindo essa análise a principal contribuição do presente trabalho. A metodologia proposta foi implementada computacionalmente e testada nos sistemas IEEE 4-bus, IEEE 13-bus e IEEE 14-bus. Os resultados obtidos demonstram que a análise modal estática aplicada a sistemas trifásicos desbalanceados fornece diagnósticos mais representativos da operação real quando comparados aos modelos monofásicos equivalentes. Verificou-se, ainda, que a inserção de GD pode atuar como um recurso estratégico para o aumento da estabilidade de tensão, sendo particularmente benéfica em sistemas desbalanceados quando a potência gerada é distribuída de forma criteriosa entre as fases. Nesse contexto, a alocação da GD nas fases mais carregadas contribui para a compensação dos desequilíbrios sistêmicos, resultando no aumento da margem de carregamento e na redução da vulnerabilidade das barras críticas.
dc.description.sponsorshipOutro
dc.identifier.citationSANTOS, V. M. C. Análise modal da estabilidade de tensão em sistemas trifásicos desequilibrados com geração distribuida . 2026. 114 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15480
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e da Computação (EMC)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAnálise modal estáticapor
dc.subjectEstabilidade de tensãopor
dc.subjectGeração distribuídapor
dc.subjectSistemas de distribuiçãopor
dc.subjectFluxo de potênciapor
dc.subjectStatic modal analysiseng
dc.subjectVoltage stabilityeng
dc.subjectDistributed generationeng
dc.subjectDistribution systemseng
dc.subjectPower flow problemeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS; INSTRUMENTACAO
dc.titleAnálise modal da estabilidade de tensão em sistemas trifásicos desequilibrados com geração distribuida
dc.title.alternativeModaalysis of voltage stability in unbalanced three-phase systems with distributed generationeng
dc.typeDissertação

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Dissertação - Vinícius Morais Calixto dos Santos - 2026.pdf
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