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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26802
Tipo: Dissertação
Título: Comparação de métodos de armazenamento de matrizes esparsas para contribuição à simulação em tempo real de redes elétricas
Autor(es): Pinho, Raphael Dantas
Primeiro Orientador: Barros, Luciano Sales
Segundo Orientador: Barros, Camila Mara Vital
Resumo: A simulação digital em tempo real (SDTR) de redes elétricas consiste numa importante ferramenta de análise, com aplicações na operação, projeto, planejamento e ampliação dos sistemas elétricos. Dentre os simuladores, destacam-se o Real-Time Digital Simulator (RTDS®), desenvolvido pela RTDS Technologies, e o HYPERSIM e eMEGASIM, produzidos pela OPAL-RT Technologies. Para viabilizar a SDTR, faz-se necessária a modelagem computacional dos componentes das redes elétricas e suas características, desde a geração de energia e circuitos de distribuição e transmissão, até as cargas. Essa modelagem representa grande obstáculo para a SDTR, visto que ela consiste na solução de sistemas de equações lineares de grandes dimensões, advindas do alto número de barras que compõem às redes. Invariavelmente, as matrizes que descrevem o comportamento da rede passiva são esparsas e neste trabalho, dá-se ênfase às técnicas de armazenamento destas matrizes, com o intuito de otimizar o processamento, operando somente com os valores diferentes de zero. Através da coleta do tempo de processamento e uso da memória computacional, compara-se o desempenho de cinco destas técnicas: Compressed Sparse Row (CSR), Compressed Sparse Column (CSC), Compressed Sparse Vector (CSV), Skyline e DFA2, que se associaram aos métodos iterativos de Jacobi e Gauss-Seidel para obter as soluções do sistema de equações que descreve o comportamento da rede elétrica. Como referência para essa comparação, o OpenDSS, através da OpenDSSDirect.py, também foi submetido as análises propostas. Os resultados obtidos mostram que os métodos de armazenamento CSR e CSC, associados ao método de Gauss-Seidel, demonstram capacidade para colaborar com a simulação em tempo real.
Abstract: Real-time digital simulation (RTDS) of electrical networks is an important analysis tool, with applications in the operation, design, planning, and expansion of electrical systems. Among the simulators, the Real-Time Digital Simulator (RTDS®), developed by RTDS Technologies, and the HYPERSIM and eMEGASIM, produced by OPAL-RT Technologies stand out. To make SDTR viable, it is necessary the computational modeling of the components of the electrical networks and their characteristics, from the generation of energy and distribution and transmission circuits to the loads. This modeling represents a major obstacle for RTDS since it consists of solving systems of large linear equations, arising from the high number of bars that make up the networks. Invariably, the matrices that describe the behavior of the passive network are sparse and, in this work, emphasis is given to the storage techniques of these matrices, to optimize the processing, operating only with values other than zero. Through the collection of processing time and computational memory use, the performance of five of these techniques is compared: Compressed Sparse Row (CSR), Compressed Sparse Column (CSC), Compressed Sparse Vector (CSV), Skyline, and DFA2, which are associated with the iterative methods of Jacobi and Gauss-Seidel to obtain the solutions of the system of equations that describes the behavior of the electrical network. As a reference for this comparison, OpenDSS, through the OpenDSSDirect.py, was also submitted to the proposed analyses. The results obtained show that the CSR and CSC storage methods, associated with the Gauss-Seidel method, demonstrate the ability to collaborate with the simulation in real-time.
Palavras-chave: Rede Elétrica - Modelagem computacional Método de armazenamento CSC.
SDTR - Simulação em Tempo Real
Matrizes esparsas
Sistema de equações
Método de armazenamento CSR
Método de armazenamento CSC
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e computacional
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26802
Data do documento: 24-Nov-2022
Aparece nas coleções:Centro de Informática (CI) - Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática Computacional

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