O sistema elétrico brasileiro possui atualmente níveis de perdas elétricas da ordem de 15%. Destes, aproximadamente a metade são provenientes das chamadas perdas comerciais (PC) que ocorrem nos sistemas de distribuição. As PC são a soma de toda energia não faturada pelas distribuidoras, á exceção das perdas técnicas. As suas causas mais frequentes são os furtos de energia elétrica, fraudes e defeitos em medidores. Os custos provenientes dessas perdas são normalmente repassados pelas distribuidoras aos consumidores regulares. No entanto, novas regulamentações do regulador brasileiro do sistema elétrico, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), impõem limite a esse repasse, o que cria nas concessionárias um maior incentivo para o seu combate. Entre as metodologias empregadas para a mitigação de PC, tem sido destacadas na literatura aquelas baseadas na análise das bases de dados de clientes das empresas distribuidoras com o objetivo de reconhecer padrões de clientes irregulares. Neste contexto, neste trabalho é proposto e desenvolvido um sistema de combate a PC baseado no classificador supervisionado Floresta de Caminhos Ótimos (Optimum-Path Forest, OPF). São propostas a utilização de dados categóricos e a normalização de dados como modificações nos métodos encontrados na literatura. Os testes com o sistema desenvolvido são aplicado a uma base de dados sintetizada a partir de clientes residenciais, diferentemente de trabalhos em que se utilizaram dados de consumidores comerciais e industriais. Os resultados mostram que as modificações propostas podem melhorar o desempenho do OPF. O comparativo com outros métodos de classificação reafirma a eficiência do OPF mas contesta alguns resultados presentes na literatura. / The Brazilian electric power system has about 15% of losses. About a half of this amount is due to the so called commercial losses. The commercial losses are the sum of the unbilled energy less the technical losses. The commercial losses are mainly caused by electricity theft, frauds in electricity meters and electricity meter failure. The financial costs caused by these losses are included in the electricity bill, paid by the regular consumers. New regulations approved by the Brazilian regulatory agency for the electric system create a limit for this, which stimulates the investments in commercial loss mitigation by distribution companies. Among the methods used to mitigate commercial losses, those based on pattern recognition of irregular consumers within electric companies’ clients’ databases are some of the most promising. In this work, a system for commercial losses mitigation based on the supervised classifier Optimum-Path Forest (OPF) is studied and developed. Categorical data and data normalization are proposed as methods for improving classifier performance. In order to check the system performance, tests are conducted on a database derived from residential consumer data found in the literature, differently from other works which proposed data classification for commercial and industrial consumers only. The results show that using categorical data and normalization may improve OPF performance. Comparing this method with other classifiers confirms OPF’s efficiency but contests some results shown in the literature.

Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDEE) estão, pelas próprias condições de funcionamento, sujeitos a perdas de energia e quedas nos níveis de tensão. Uma das formas de reduzir as perdas e ao mesmo tempo melhorar o perfil de tensão do SDEE consiste na utilização de bancos de capacitores e reguladores de tensão ao longo dos alimentadores. Para isto a alocação ótima destes equipamentos torna-se de fundamental importância, logo este trabalho tem por objetivo a utilização de um método quadrático de programação por metas multiobjetivo para a ótima alocação desses equipamentos visando a redução de perdas (meta 1) com o menor custo de investimento (meta 2) sujeito a restrições do fluxo de potência, limites técnicos de operação, mudança no controle dos capacitores chaveados e dos taps dos reguladores de tensão. O constante aumento na penetração da geração distribuída traz novos desafios para o controle e a operação dos SDEE. A metodologia proposta considera os efeitos destas fontes de geração e os seus impactos na alocações ótima dos bancos de capacitores e reguladores de tensão. Com o intuito de resolver o problema de otimização em programas comerciais como Gurobi e Cplex uma metodologia linear de cálculo de fluxo de potência é utilizada. Os algoritmos foram desenvolvidos no software Matlab, e posteriormente foi realizada a conversão para linguagem GAMS (Generic Algebraic Modeling System) para utilização dos solvers na plataforma NEOS (Network Enabled Optimization System). / Power distribution systems (DS) are susceptible to energy loss and voltage drops, mainly because of the way that they are operated and built. One way to minimize system loss and improve the voltage profile of DS is with the use of capacitor banks and voltage regulators (VRs) along the distribution feeders. In this scenario, the optimal placement of these devices becomes crucial. In this paper, a quadratic multi objective goal programming method is proposed to obtain the optimal placement of these devices, where the goals are energy loss (goal 1) and the total investment cost (goal 2). The model is subject to system operation constraints, such as power flow demands, limits of voltages and currents, number of stages of switched capacitors and the tap control of VRs. The increase of distributed generation penetration brings new challenges for control and operation of DS. The proposed methodology considers the effects of these power sources and their impact on optimal allocations of capacitors and VRs. With the aim of solving the optimization problem in commercial programs, a linear power flow is used. The algorithms were developed with Matlab software and the conversion was made to a General Algebraic Modeling System (GAMS) language and solved in the NEOS (Network Enabled Optimization System) platform.

Submitted by Gabriel Figueiredo Puerta (gfpuerta@gmail.com) on 2018-11-12T17:24:33Z No. of bitstreams: 1 diss_Gabriel_Final_real_oficial_.pdf: 2623476 bytes, checksum: a1018496f3944da6d7825e6856e593ac (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-11-13T16:56:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 puerta_gf_me_ilha.pdf: 2623476 bytes, checksum: a1018496f3944da6d7825e6856e593ac (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-13T16:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 puerta_gf_me_ilha.pdf: 2623476 bytes, checksum: a1018496f3944da6d7825e6856e593ac (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho, apresenta-se um modelo matemático especializado para a otimização do problema da restauração de redes de distribuição de energia elétrica radiais quando existem poucas chaves manobráveis. A existência de um número reduzido de chaves seccionadoras na rede de distribuição é uma característica típica de sistemas reais. O problema da restauração de redes de distribuição consiste em obter um plano de restauração que restabeleça o máximo possível de cargas presentes na parcela do sistema que foi desenergizada após a ocorrência de uma falta permanente. O plano de restauração deve ser obtido o mais rápido possível. O modelo matemático proposto possui como objetivo maximizar o restabelecimento de energia àqueles setores de carga que estão desenergizados e minimizar o número total de chaveamentos necessários para que a restauração aconteça. O modelo matemático resultante é de programação cônica de segunda ordem inteira mista e é resolvido através de solucionadores comerciais que se baseiam em técnicas de otimização clássicas. Os testes considerando faltas permanentes foram simulados em sistemas de distribuição testes de 53 e 84 barras. Os sistemas foram adaptados e transportados para a problemática do trabalho e os resultados adquiridos qualificam a robustez e a eficácia do modelo matemático especializado proposto para a resolução do problema. / This work proposes an specialized mathematical model for the optimization of the restoration problem in radial electric power distribution systems with few manageable switches. The existence of a reduced number of switches in the distribution systems it’s a typical characteristic of real systems. The restoration problem in radial electric power distribution systems is to obtain a restoration plan that reestablishes the maximum amount of present loads in the system portion that has been de-energized after the occurrence of a permanent fault. The elaboration of the restoration plan must be as soon as possible. The proposed mathematical model aims at maximizing the power re-establishment to the de-energized load sectors and at minimizing the total amount of operated switches that are required for the restoration happen. The resulting mathematical model is a mixed-integer second-order conic programming problem and it’s solved through commercial solves that use classical optimization techniques as base. The tests considering permanents faults were simulated in 84 and 53-bus distribution systems. The systems were adapted and transported to the work’s problematic and the acquired results show the robustness and the effectiveness of the proposed specialized mathematical model for the problem resolution. / CAPES: 001 / FAPESP: 2015/21972-6

This study is intended, first, to describe and analyze the channels of distribution for food products in the State of Kuwait, second, to pinpoint the problems that exist in the food-distribution system, and, third, to make specific recommendations for the alleviation of the problems. Consistent with the objectives of the study and based on the description and analysis of the food-distribution system in the country, it is concluded in the study that Kuwait depends on imports for virtually all of its food; the government plays a major role in the food-distribution system; and the majority of food wholesaling and retailing establishments are small, inefficient, and lack modern marketing and physical distribution techniques. Product shortages and rising food prices plague the food-distribution system in the country. Also, the findings indicate that consumers in Kuwait are generally ignorant and uninformed in the areas of food nutrition and food shopping, and the lack of standardization and grading of food products makes the shopping task of the consumer more difficult.

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se um modelo matemático especializado para a otimização do problema da restauração de redes de distribuição de energia elétrica radiais quando existem poucas chaves manobráveis. A existência de um número reduzido de chaves seccionadoras na rede de distribuição é uma característica típica de sistemas reais. O problema da restauração de redes de distribuição consiste em obter um plano de restauração que restabeleça o máximo possível de cargas presentes na parcela do sistema que foi desenergizada após a ocorrência de uma falta permanente. O plano de restauração deve ser obtido o mais rápido possível. O modelo matemático proposto possui como objetivo maximizar o restabelecimento de energia àqueles setores de carga que estão desenergizados e minimizar o número total de chaveamentos necessários para que a restauração aconteça. O modelo matemático resultante é de programação cônica de segunda ordem inteira mista e é resolvido através de solucionadores comerciais que se baseiam em técnicas de otimização clássicas. Os testes considerando faltas permanentes foram simulados em sistemas de distribuição testes de 53 e 84 barras. Os sistemas foram adaptados e transportados para a problemática do trabalho e os resultados adquiridos qualificam a robustez e a eficácia do modelo matemático especializado proposto para a resolução do problema. / Abstract: This work proposes an specialized mathematical model for the optimization of the restoration problem in radial electric power distribution systems with few manageable switches. The existence of a reduced number of switches in the distribution systems it’s a typical characteristic of real systems. The restoration problem in radial electric power distribution systems is to obtain a restoration plan that reestablishes the maximum amount of present loads in the system portion that has been de-energized after the occurrence of a permanent fault. The elaboration of the restoration plan must be as soon as possible. The proposed mathematical model aims at maximizing the power re-establishment to the de-energized load sectors and at minimizing the total amount of operated switches that are required for the restoration happen. The resulting mathematical model is a mixed-integer second-order conic programming problem and it’s solved through commercial solves that use classical optimization techniques as base. The tests considering permanents faults were simulated in 84 and 53-bus distribution systems. The systems were adapted and transported to the work’s problematic and the acquired results show the robustness and the effectiveness of the proposed specialized mathematical model for the problem resolution. / Mestre

A continuidade no fornecimento de energia elétrica a clientes é um objetivo constante das distribuidoras de energia, as quais estão constantemente buscando desenvolver soluções tecnológicas a fim de melhorar o desempenho das redes de distribuição. Com o crescimento das cargas eletrônicas e o expressivo aumento dos dispositivos automáticos nas redes, surge uma nova forma de analisar a rede de distribuição sob o aspecto da filosofia da proteção, considerando interrupções sustentadas e momentâneas, sob dois aspectos distintos, o primeiro considera o custo da energia não fornecida sob o período de contingência, enquanto que o segundo refere-se ao impacto do custo social para diferentes classes de clientes, durante o período das interrupções. Desta forma este trabalho propõe o desenvolvimento de uma estratégia de minimização de custos dessas interrupções considerando as características das cargas, bem como o tempo necessário para reinicialização da carga. Para este fim, é aplicado um modelo de programação não-linear, que emprega variáveis binárias para definir a habilitação ou não de curvas rápidas nos religadores e uma abordagem de otimização clássica. Os algoritmos foram desenvolvidos no software Matlab e posteriormente convertido para linguagem GAMS (Generic Algebraic Modeling System). A metodologia foi testada e validada em um alimentador de distribuição real urbano, localizado na região metropolitana de Porto Alegre (RS, Brasil). / Uninterrupted power delivery is a permanent goal of power utilities. One way of attaining this objective is constantly investing in technological solutions to improve the performance of distribution networks. With increasing loads, mainly electronic ones, as well as growing insertion of automatic reclosers, the protection philosophy of distribution systems has to be rethought taking into account temporary and permanent interruptions. In this work, we propose a strategy to minimize the cost of interruptions taking into account the load characteristics and the time required to restart the load. This is achieved by deriving a mixed integer nonlinear programming model. The proposed model uses binary variables to define if the instantaneous characteristic of the recloser should be enabled and a classical explicit mathematical optimization approach. The algorithms were developed with Matlab software and the conversion was made to a General Algebraic Modeling System (GAMS). The applicability of the proposed methodology is tested in an actual feeder from Porto Alegre.

Orientadora: Prof. Dr. Ahda Pionkoski Grilo Pavani / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / A conexao de geradores distribuidos a rede eletrica permite o aproveitamento de fontes dispersas de energia e pode tambem trazer outros beneficios como o aumento da confiabilidade da rede de distribuicao. Este aumento da confiabilidade se da quando a conexao com a concessionaria e perdida devido a algum problema e, entao, as cargas passam a serem alimentadas pelos geradores distribuidos conectados a rede, pratica denominada ilhamento intencional. No entanto, para a operacao ilhada dos geradores distribuidos e fundamental que a desconexao da rede da concessionaria seja identificada e o modo de controle dos geradores seja alterado. Esta identificacao da mudanca do estado da rede pode ser facilmente realizada quando a rede e provida de um sistema de comunicacao, que permite a comunicacao entre todos os dispositivos de protecao. Porem, esta ainda e uma solucao cara, que inviabilizaria a operacao ilhada de varios geradores distribuidos. Desta forma, neste trabalho e desenvolvida uma metodologia para identificacao das condicoes de operacao da rede que nao dependente de um sistema de comunicacao. A tecnica desenvolvida e classificada como local ativa, uma vez que e baseada em medicoes de variacoes de tensao (¿¢V) e frequencia (¿¢f), e, quando necessaria, uma variacao na potencia de referencia (¿¢P) do gerador e usada para verificar o estado da rede. Com isso, a tecnica e bastante eficaz nas diferentes condicoes de operacao da rede eletrica e pode ser utilizada tanto para identificar a ocorrencia de ilhamento quanto para identificar uma reconexao do gerador a rede da concessionaria. / The connection of distributed generators to the grid allows the use of dispersed sources of energy and may bring other benefits such as increasing the reliability in the distribution network. This increase in reliability occurs when the connection to the utility is lost due to some problem and distributed generators connected to the network then supply the loads; practice named intentional islanding. However, for the islanded operation of the distributed generators it is essential that the disconnection of the utility network is identified and the mode of control of the generators is changed. This identification of the operating condition can easily be performed when the network is provided with a communication system, which allows communication between all protection devices. However, this is still an expensive solution, which would limit the islanded operation of several distributed generators. Thus, in this work a methodology is developed to identify the operating conditions of the network that does not depend on a communication system. The developed technique is classified as active, since it is based on voltage (ÄV) and frequency (Äf) measurements, and, when it is necessary, a change in reference power (ÄP) of the generator is used to check the status of the network. Thus, the technique is quite effective in the different operating conditions of the electrical network and can be used both to identify the occurrence of islanding and to identify a reconnection of the generator to the utility network.

Orientador: Prof. Dr. Edmarcio Antonio Belati / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2017. / Os sistemas elétricos de Potência englobam os campos da engenharia elétrica que tratam da geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. A confiabilidade e otimização são itens de suma importância para o funcionamento correto e eficiente das instalações elétricas. Esta pesquisa tem o seu foco voltado para os sistemas de distribuição, tratando especificamente da reconfiguração desses sistemas visando minimizaras perdas ativas. A reconfiguração é uma boa estratégia para diminuir perdas, pois demanda um baixo custo de investimento e apresenta resultados eficazes. Por tratar-se de um problema de otimização (minimização das perdas), o mesmo está sujeito às restrições impostas: 1) manutenção da radialidade; 2) ilhamento de cargas; 3) limite de tensão admissível nos nós; 4) balanço de potências do sistema. O método apresentado neste trabalho para a solução dessas questões baseia-se em uma metaheurística desenvolvida a partir da observação do comportamento e interação socioambiental de vaga-lumes. Através do seu tratamento e adequação ao problema, o algoritmo desenvolvido será utilizado em conjunto com um Fluxo de Carga CA para a determinação das perdas. Também é estabelecido um critério para diminuir o espaço de busca dos sistemas, tornando a busca pelo ponto ótimo mais eficaz. As simulações computacionais do método proposto foram realizadas em sistemas teóricos e reais e, os resultados, comparados com outros disponíveis na literatura especializada. / The Electrical Power Systems covers the electrical engineering fields that deal with electrical energy generation, transmission and distribution. Reliability and optimization are one of the most important subjects concerning the correct and efficient operation of electrical facilities. This research focuses on the distribution system, dealing specifically with its reconfiguration aiming active losses reduction. Reconfiguration is a good strategy for loss decreasing, because demands a low investment cost and shows efficient results. As an optimization problem (loss reduction), the same is subject to the imposed constraints: 1) radiality; 2) load islanding; 3) bus voltage limit; 4) system load flow balance. The method presented for this issues solution, is based on a metaheuristic developed through the observation of fireflies behavior and socioenvironmental interaction. Through its treatment and adjustment to the problem being studied, the algorithm developed will be applied with an AC Power Flow to determine active losses. Also, is proposed a criterion to reduce the systems search space, to improve the accuracy of the optimum point search. The computational simulations of the method herein proposed were performed on theoretical and real systems and, its results, compared with other methods applied by the authors of the specialized literature.

abstract: The safety issue in an electrical power distribution system is of critical importance. In some circumstances, even the continuity of service has to be compromised for a situation that can cause a hazard to the public. A downed conductor that creates an electrical path between a current carrying conductor and ground pose a potential lethal hazard to anyone in the near proximity. Electric utilities have yet to find a fully accepted and reliable method for detecting downed conductors even with decades of research. With the entry of more automation and a smarter grid in the different layers of distribution power system supply, new doors are being opened and new feasible solutions are waiting to be explored. The 'big data' and the infrastructures that are readily accessible through the smart metering system is the base of the work and analysis performed in this thesis. In effect, the new technologies and new solutions are an artifact of the Smart Grid effort which has now reached worldwide dimensions. A solution to problems of overhead distribution conductor failures / faults that use simple methods and that are easy to implement using existing and future distribution management systems is presented. A European type distribution system using three phase supply is utilized as the test bed for the concepts presented. Fault analysis is performed on the primary and the secondary distribution system using the free downloadable software OpenDSS. The outcome is a set of rules that can be implemented either locally or central using a voltage based method. Utilized in the distribution management systems the operators will be given a powerful tool to make the correct action when a situation occurs. The test bed itself is taken from an actual system in Norway. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Electrical Engineering 2014

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-08Bitstream added on 2014-06-13T18:08:25Z : No. of bitstreams: 1 souza_fa_me_ilha.pdf: 1540078 bytes, checksum: dcdf1d9d8a1a4c7ac5611476ba3ddbee (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Atualmente as empresas do setor elétrico deparam–se cada vez mais com as exigências do mercado energético sendo obrigadas a assegurarem aos seus clientes bons níveis de continuidade e confiabilidade no serviço de fornecimento da energia elétrica e também atender os índices de continuidade do serviço estabelecidos pela agência reguladora do setor elétrico (ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica). Para alcançar estes objetivos além de investir na otimização dos seus sistemas de transmissão e distribuição, as empresas responsáveis têm investido na automação de suas operações, buscando alternativas que reduzam os tempos de interrupção por faltas permanentes nos sistemas de potência. Através de informações disponíveis em uma subestação, é possível estabelecer um procedimento para determinar e classificar condições de faltas, localizando o elemento de proteção acionado, e assim fornecer o apoio à tomada de decisão no ambiente de subestações de sistemas de distribuição de energia elétrica. Neste trabalho é proposta uma metodologia que fornece respostas rápidas (controle on line), para detecção e classificação de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica através de informações analógicas disponíveis em uma subestação, tais como amostras de sinais de tensões e correntes na saída dos alimentadores, com uma arquitetura reconfigurável paralela que usa dispositivos lógicos programáveis (Programables Logics Devices – PLDs) -FPGAs e a linguagem de descrição de hardware – VDHL (Very High Speed Integraded Circuit – VHSIC). Para validar o sistema proposto, foram gerados dados de forma aleatória, compatíveis com informações fornecidas em tempo real pelo sistema SCADA (supervisory control and data-acquisition) de uma subestação real. Os resultados obtidos com as simulações realizadas, mostram que a... / Currently companies of the energy industry is facing increasingly with the requirements of the energy market are obliged to ensure their customers good levels of continuity in service and reliability of supply of electric energy and also meet the rates of continuity of service established by the agency regulator of the energy industry (ANEEL - National Electric Energy Agency). To achieve these goals than to invest in optimization of its transmission and distribution systems, the companies responsible have invested in automation of its operations, seeking alternatives that reduce the time of interruption by failures in the systems of permanent power. Through information available in a substation, it is possible to establish a procedure for identifying and classifying conditions of absence, finding the element of protection driven, and thus provide support for decision-making within the environment of substations to distribution systems for power. This work is proposed a methodology that provides quick answers (control online), for detection and classification of faults in distribution systems of electric energy through analog information available on a substation, such as samples for signs of tensions and currents in the output of feeders, with an architecture that uses parallel reconfigurable programmable logic devices (Programables Logics Devices - PLDs)-FPGAs and the language of description of hardware - VDHL (Very High Speed Circuit Integraded - VHSIC). To validate the proposed system, data were generated at random, consistent with information provided by the system in real time SCADA (supervisory control and data-acquisition) of a real substation. The results obtained with the simulations conducted, show that the proposed methodology, presents satisfactory results, and times of reasonable answers.