DESEMPENHO DOS FILTROS DE FOURIER ASSOCIADOS AO MÉTODO DOS MÍNIMOS QUADRADOS PARA ESTIMAÇÃO FASORIAL

  • Artur Rodrigues
  • Júlio César Castelhano dos Santos
  • Gabrieli Pinarello Pizzolato
  • Jefferson Oliveira dos Santos
  • Humberto Hasselein
  • Eduardo Machado Dos Santos
Rótulo Proteção, Sistemas, Elétricos, Filtros, Fourier, Estimação, Fasorial

Resumo

O aumento na demanda do setor elétrico brasileiro o tornou mais complexo e propício a falhas. Nesse sentido, as atuais normas referentes ao setor elétrico incentivam o desenvolvimento de diversas técnicas que garantam confiabilidade aos sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica. Os relés são de grande importância em sistemas de proteção, sendo os responsáveis por identificar o defeito e localizá-lo da maneira mais exata possível (SANTOS, 2019). Durante a ocorrência de um curto-circuito, surge uma componente com decaimento exponencial (DC), devido a variação instantânea no estado do sistema. Além dessa componente, estão presentes nos sinais da rede: harmônicos, inter-harmônicos, sub-harmônicos e ruídos aleatórios. Diante disso, o trabalho tem como objetivo verificar o desempenho dos Filtros de Fourier de Meio Ciclo (FFMC) e Filtros de Fourier de Ciclo Completo (FFCC), destinados à estimação fasorial, associados ao Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) para a remoção da componente DC. A metodologia da pesquisa foi dividida em três etapas. A primeira delas consistiu na modelagem do sinal fundamental, somado a componente DC, aos harmônicos e aos ruídos aleatórios. A segunda parte da metodologia tratou em realizar a implementação dos filtros de Fourier de meio ciclo e de ciclo completo, ambos associados ao método dos mínimos quadrados. No trabalho, foi utilizada uma janela de dados móveis para a obtenção da amostragem do sinal. A cada nova amostra no sinal, os dados são deslocados para a direita e a amostra mais antiga é excluída. Por fim, na terceira etapa, foram criados os índices de desempenho dos filtros baseados no tempo de convergência, sobre-elevação, erro relativo e erro relativo máximo, sendo o tempo de convergência encontrado quando o erro relativo percentual for menor que 0,1% por dois ciclos consecutivos. Após a realização dos casos para 16, 32, 64, 96 amostras por ciclo, observou-se que o aumento no número de amostras não indica um aumento considerável no desempenho dos filtros. O FFMC e o FFCC associados ao MMQ, foram os que apresentaram o menor tempo de convergência e sobre-elevação, para sinais senoidais com frequência fundamental e componente DC. Por outro lado, para os mesmos sinais somados à componentes harmônicas e ruídos aleatórios, as técnicas apresentaram um maior tempo de convergência, bem como maiores erros na estimação dos fasores, os quais podem ser explicados pela atuação do MMQ, que, por sua vez, não elimina tais componentes.

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Publicado
2020-03-30
Como Citar
RODRIGUES, A.; CÉSAR CASTELHANO DOS SANTOS, J.; PINARELLO PIZZOLATO, G.; OLIVEIRA DOS SANTOS, J.; HASSELEIN, H.; MACHADO DOS SANTOS, E. DESEMPENHO DOS FILTROS DE FOURIER ASSOCIADOS AO MÉTODO DOS MÍNIMOS QUADRADOS PARA ESTIMAÇÃO FASORIAL. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 11, n. 2, 30 mar. 2020.