Résumé Dans cette thèse, on propose une approche permettant d'étendre le domaine de validité de la méthode SEA (Statistical Energy Analysis). Elle repose sur une double formulation modale et une reformulation du modèle SEA en ne posant pas l'hypothèse d'équirépartition des énergies modales. La double formulation modale qui est décrite dans le cas général du couplage de systèmes continus tridimensionnels, consiste en une décomposition modale non standard faisant intervenir une double formulation contrainte-déplacement. Les équations modales obtenues sont alors en cohérence avec le modèle supposé de la SEA et se caractérisent à partir des modes des sous-systèmes découplés. Le modèle SmEdA qui découle de la reformulation de la SEA permet d'améliorer la qualité de la prédiction, notamment quand le recouvrement modal est faible ou quand les sous-systèmes sont excités localement. Un des points forts de l'approche proposée est qu'elle peut être facilement associée à une démarche SEA. Il est possible d'appliquer le modèle SmEdA uniquement pour les couplages des sous-systèmes où une amélioration de la prédiction peut être présumée obtenue, et utiliser le modèle SEA pour les autres couplages. L'application du modèle SmEdA à des structures industrielles est possible grâce à l'utilisation de modèles Eléments Finis des sous-systèmes. En supposant l'hypothèse d'équirépartition respectée, il découle de cette approche une nouvelle technique de calcul des facteurs de perte par couplage SEA. Celle-ci ne requière que le calcul des modes des sous-systèmes découplés par Éléments Finis. Les facteurs SEA sont alors obtenus par identification des coefficients des équations modales, sans les résoudre.

Thesis (Ph.D.)--University of Melbourne, Dept. of Civil and Environmental Engineering, 2007. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 344-361).

The new regulations in the electric sector utilities have have requested greater efficiency and quality both in terms of continuity and in conformity of the energy supplied. Electrical equipments quality, efficiency and useful life depend directly of the power quality supplied. In addition to operation of equipments, supply of energy within the limits must be appropriate for the economic development of regions attended. Considering these factors, to improve quality and ensure conformity of the voltage levels over the distribution networks, the companies are investing in improvements in the system, equipment, voltage regulators and exchange of the conductors and building of new feeders and / or substations. Nowadays due to availability of computational tools and algorithms that allow the estimation of state variables at each point of distribution feeders it is possible to evaluate and plan actions for improvement in the system with more correct. But the improvements planned for the primary network, aiming to reduce the voltage drop and make the system more robust, reflecting the voltage levels in the secondary network and therefore require simultaneous actions to enable the benefits of the study are obtained . In this context, this work objective is to develop a methodology that allows the definition of TAP's appropriate for each distribution transformer, grouping them in TAP zones, together with an algorithm that defines the settings of voltage regulators, taking into consideration not only the primary desired voltage, but also its impact on distribution transformers. This methodology can be used on power utilities for power assisting in the planning and operation of the system. The work is divided into 7 chapters dealing respectively: review, steady state voltage levels and means of control applied in distribution networks, defining the TAP zones of processors, defining the parameters of adjustment of voltage regulators, integrated assessment of the voltage regulators and TAP zones, the author's contributions and considerations on the methodology presented. / As novas regulamentações do setor elétrico têm solicitado das concessionárias uma maior eficiência e qualidade tanto em termos de continuidade como na conformidade da energia fornecida. A qualidade, eficiência e vida útil dos aparelhos elétricos dependem diretamente da qualidade da energia fornecida. Além do funcionamento dos equipamentos, o fornecimento da energia dentro dos limites adequados é necessário para o desenvolvimento econômico das regiões atendidas. Diante desses fatores, a fim de melhorar a qualidade e garantir a conformidade dos níveis de tensão ao longo das redes de distribuição, as empresas distribuidoras investem em melhorias no sistema, equipamentos reguladores de tensão, recondutoramento, construção de novos alimentadores e/ou subestações. Atualmente graças a disponibilidade de ferramentas computacionais e algoritmos que permitem estimar as variáveis de estado em cada ponto dos alimentadores de distribuição torna-se possível avaliar e planejar ações de melhorias no sistema com maior assertividade. Porém as melhorias planejadas para a rede primária, com o objetivo de reduzir a queda de tensão e tornar o sistema mais robusto, refletem nos níveis de tensão da rede secundária e por isso necessitam de ações simultâneas para possibilitar que os benefícios do estudo realizado sejam obtidos. Nesse contexto, o presente trabalho tem a proposta de desenvolver uma metodologia que permita a definição dos TAP s adequados para cada transformador de distribuição, agrupando-os em zonas de TAP, juntamente com um algoritmo que defina os ajustes dos reguladores de tensão levando em consideração não somente a tensão primária desejada, mas também seu impacto nos transformadores de distribuição. Esta metodologia poderá ser aplicada nas empresas distribuidoras de energia elétrica auxiliando nas áreas de planejamento e operação do sistema. O trabalho está divido em 7 capítulos tratando respectivamente de: revisão bibliográfica; níveis de tensão e meios de controle aplicados nas redes de distribuição; definição das zonas de TAP dos transformadores; definição dos parâmetros de ajuste dos reguladores de tensão; avaliação integrada dos reguladores de tensão e zonas de TAP; contribuições e considerações do autor a respeito da metodologia apresentada.

Submitted by Héctor Orellana (grc@unesp.br) on 2017-01-05T16:57:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Hector.pdf: 2242579 bytes, checksum: ff628d49653c029da4b721581980abde (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-01-09T18:10:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cruz_hmo_me_ilha.pdf: 2242579 bytes, checksum: ff628d49653c029da4b721581980abde (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-09T18:10:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cruz_hmo_me_ilha.pdf: 2242579 bytes, checksum: ff628d49653c029da4b721581980abde (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho propõe abordar o problema de alocação de dispositivos indicadores de faltas (IFs) em redes de distribuição de energia elétrica por meio da técnica do Algoritmo Genético Adaptativo (AGA). O algoritmo busca obter uma configuração eficiente de instalação de IFs no sistema e reduzir o custo anual da energia não suprida (CENS) e por outro lado, o custo anual de investimento dos sensores (CINV). Estes custos conflitantes devem ser minimizados como um problema combinatório utilizando o AGA que possui taxas de recombinação e mutação dinamicamente calibradas baseadas na diversidade de cada população no processo. Os resultados mostram que o AGA é um método efetivo para encontrar soluções para o problema de alocação de IFs. Quando comparado com o AG clássico em vários testes, é observado que o AGA tem uma convergência mais rápida mostrando ser mais eficiente. Além disso, o AGA é utilizado para obter uma variedade de soluções numa Fronteira de Pareto aproximada variando os pesos do CENS e o CINV na função objetivo. Portanto, esta metodologia permite obter um conjunto de soluções em lugar de uma única solução e a partir da Fronteira de Pareto é possível escolher a solução que melhor satisfaz os interesses técnicos e econômicos da concessionária de distribuição de energia elétrica. / This work proposes the Adaptive Genetic Algorithm (AGA) to solve the problem of Fault Indicator (FI) placement in electric distribution systems. The algorithm attempts to obtain an efficient configuration for the installation of FIs in the system and reduce the annual costumer interruption cost (CIC) and on the other hand, the annual investment cost (CINV) of the fault indicators placement. These two conflicting costs must be minimized as a problem of combinational nature with the AGA which uses dynamically calibrated crossover and mutation rates based on the diversity of each population of the process. Results show that the AGA is an effective method to find solutions to the problem of fault indicator placement. When compared with the classic GA in various tests, it is observed that the AGA converges faster showing to be more efficient. Besides, in the last test the AGA is used to obtain a variety of solutions in an approximate Pareto Front by varying the weighting factors of the CIC and CINV in the objective function. Therefore, this methodology permits to obtain a set of solutions instead of one only solution and from the Pareto Front it is possible to choose the solution that best satisfies the technical and economic interests of the concessionary.

Orientador: Carlos Alberto Favarin Murari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T05:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JulianoAndrade_M.pdf: 2172048 bytes, checksum: c41c62db07439b74c8ae778f46eda707 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A partir das privatizações do setor elétrico nacional na década de 90, o governo federal julgou necessário fortalecer a regulação sobre as concessionárias de distribuição de energia elétrica enquanto que as empresas adquirentes buscaram formas de tornar esta atividade mais rentável, visando a valorização das suas ações. Nesse contexto, é importante que as distribuidoras de energia elétrica disponham de mecanismos de combate às perdas não técnicas, visando minimizar as perdas por fraude, furto, desvios, queimas de equipamentos, ligações erradas nas medições de energia elétrica, entre outras dessa natureza, que influenciam diretamente no faturamento das concessionárias. A partir da classificação socioeconômica de cada área de concessão, a ANEEL realizou estudos estatísticos para determinar a empresa benchmark e, a partir desta, determinar as metas de redução de perdas para as concessionárias. O regime yardstick competition adotado, estimula a competição em relação à empresa com melhores níveis de eficiência na redução de perdas e com níveis de complexidade socioeconômico similares. O objetivo desta pesquisa foi a elaboração de um modelo matemático fundamentado na teoria de conjuntos nebulosos (Fuzzy Sets), visando a melhoria dos critérios de seleção de unidades consumidoras para fins de inspeção, com o intuito de reduzir as perdas não técnicas. Em MatLab? elaborou-se um algoritmo com variáveis pertinentes ao problema e, por meio de um sistema baseado em regras, sob a égide de um controlador nebuloso aplicando o Método Mamdani, pode-se determinar um escore das instalações mais favoráveis à inspeção pela concessionária. O algoritmo baseado em lógica nebulosa apresentou bom desempenho, com a indicação de novos nichos de seleção e portanto superior ao patamar de especificidade de métodos já usados, entre eles redes neurais e modelo CHAID. A função do modelo nebuloso é fornecer um escore final que diz o quanto a unidade consumidora é irregular ou não / Abstract: From the national power sector privatization in the 90¿s, the federal government has deemed necessary to strengthen the regulation on the electricity distribution utilities while the acquiring companies sought ways to transform this activity into a product that generates more value to their stock trading. In this context, it is important that the electric utilities have mechanisms for combating non-technical losses in order to minimise losses for fraud, theft, misappropriation, burning equipment, faulty connections in the kwh meters, among others, that influence directly in the billing of dealers. From the socioeconomic classification of each concession area, the Electric Power Federal Agency - ANEEL conducted statistical studies to determine the benchmark company and, from this, determine the goals of reducing losses to the electric utilities. The yardstick competition enables compare the performance of various agents and stimulates the competition in relation to the company with the highest levels of efficiency in reducing losses. The objective of this research was the development of a mathematical model based on the theory of fuzzy sets applied to the improvement of the selection criteria of consumer units for inspection purposes, in order to reduce the non-technical losses. In MATLAB? it was developed an algorithm with variables relevant to the problem and, through a rules-based, under the aegis of a Mamdani fuzzy controller applying the method, the system can determine a score of more favorable consumers to inspection by the concessionaire. The algorithm based on fuzzy logic performed well, indicating new niches of selection and therefore superior to the level of specificity of methods already used, including neural networks and the CHAID technique. The function of the fuzzy model is to provide a final score that tells how much the consumer unit is irregular or not / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

This thesis describes the analysis of Very High Energy (VHE) emission from the Active Galactic Nucleus PKS 0537-441. It also aims to put the results in a wider context by implementing previous work done on this source. The data chosen for the analysis is provided by the Fermi-LAT satellite and covers the energy range between 300 MeV and 300 GeV. Initially a lightcurve of the received flux from the source was generated, containing data from August 2008 to April 2017, with a mean flux of 4∗10−8 photons per second per squared centimeter. The lightcurve contained sections of different flux intensities giving periods of special interest, such as a flaring period at August 2008 to August 2011, an enormous flare at April 2010 and a less active period between April 2013 - January 2016 that could be identified for further investigations. The differences in observed flux over time was tested and PKS 0537-441 was found to be a significantly variable source. Spectral Energy Distribution (SED) analysis was performed over both the entire period as well as over the selected subperiods and fitted against models using the tools provided by the Fermi Science Support Center (FSSC). The models used in the fitting was PowerLaw2, LogParabola and PLSuperExpCutoff and the best fit for the data was obtained from the PLSuperExpCutoff, except for the less intense period where the LogParabola gave the best fit. The result from the SED analysis was integrated with results from previous work done on the source, ranging over multiple wavelengths in order to get a SED which spanned over the entire electromagnetic spectrum. Finally, modeling of this multi wavelength SED was performed in order to obtain parameters for the physical processes involved in the creation of the radiation received from PKS 0537-441.

O presente trabalho tem como objetivo comparar o desempenho de diferentes metaheurísticas bio-inspiradas aplicadas à resolução de problemas de otimização multiobjetivo do controle de tensão e reativos, ou controle Volt/VAr, em redes elétricas inteligentes. Entre os algoritmos implementados estão o algoritmo genético, o algoritmo memético, a otimização por colônia de formigas, a otimização por enxame de partículas e o strength pareto evolutionary algorithm (SPEA2). Aplicações dos algoritmos à resolução de problemas de otimização do controle Volt/VAr, em redes de distribuição de energia elétrica com dimensões reais, são utilizadas para comparação de seus indicadores de desempenho. A avaliação é feita tanto em relação à velocidade de busca quanto em relação à qualidade da solução encontrada. Os algoritmos mostraram resultados promissores para aplicação a redes de distribuição com dimensões reais, encontrando soluções de qualidade em tempos de busca aceitáveis. Parte deste desempenho se dá pelos métodos meta-heurísticos, parte por conta da modelagem adotada no processo de otimização. / The present work aims at comparing the performance of different bio-inspired metaheuristics applied to the Volt/VAr control multiobjective optimization problem in smart grids. Among the algorithms implemented are the genetic algorithm, the memetic algorithm, ant colony optimization, particle swarm optimization and the strength pareto evolutionary algorithm (SPEA2). Applications of the algorithms to solve Volt/VAr control optimization problems in distribution networks with real dimensions are used to compare their performance indicators. The evaluation is done both in relation to the search speed and in relation to the quality of the solution found. The promising results show that the algorithms are applicable to distribution networks with real dimensions, finding quality solutions in acceptable search times. This performance is obtained due to both the metaheuristic methods, and the modeling adopted in the optimization process.

Este trabalho apresenta o estado da arte das técnicas mais aplicadas para localização de faltas e modelagem de faltas de alta impedância e propõe a utilização de uma recente técnica baseada na decomposição dos sinais em componentes ortogonais. Este estudo avalia a aplicabilidade da técnica proposta utilizando dados reais de um sistema de distribuição de energia brasileiro, além de apresentar os conceitos teóricos sobre a decomposição em componentes ortogonais. / This work presents the state of the art of the most used techniques for locating and modelling high impedance faults and proposes the use of a recent technique based on the decomposition of the signals in orthogonal components. The objective of this study is to evaluate the application of the proposed technique using real data from a Brazilian distribution network, and presents the theory on orthogonal decomposition.

[pt] No Setor Elétrico Brasileiro (SEB), a revisão das tarifas de distribuição é realizada com base na regulação por preço-teto. Este esquema de regulação tarifária cria incentivos à redução de custos que podem ser nocivos à qualidade do fornecimento. Neste contexto, torna-se necessário um aparato regulatório complementar que fixe padrões mínimos de qualidade a serem observados pelas concessionárias, sob risco de sanções e penalidades. Entre os aspectos da qualidade do fornecimento destaca-se o da continuidade, avaliado com base nos indicadores DEC e FEC que expressam, respectivamente, a duração e a freqüência das interrupções do fornecimento de energia elétrica. Esta Tese propõe uma nova implementação da regulação por comparação de desempenho na definição dos níveis toleráveis de DEC e FEC, ou metas de continuidade, para as concessionárias de distribuição e seus conjuntos de unidades consumidoras. Na abordagem proposta combinam-se modelos de Análise Envoltória de Dados (DEA) em um processo com dois estágios: primeiro um modelo DEA estabelece quanto cada distribuidora deve melhorar globalmente os seus indicadores de continuidade, em seguida, por meio de um modelo para alocação de recursos baseado em DEA, comparam-se os desempenhos dos conjuntos em uma mesma distribuidora e definem-se metas locais de continuidade para cada conjunto, compatíveis com a meta global da concessionária. Apresentam-se metas globais de continuidade para as distribuidoras do SEB e metas locais para os conjuntos de unidades consumidoras das duas principais concessionárias que atendem o Estado do Rio de Janeiro. / [en] In the Brazilian electric power sector, the distribution tariff revision is made by the price cap method. Since this approach encourages the cost reduction, the quality of supply can suffer deterioration. In this context, a quality supply regulation becomes more important. The continuity of supply regulation consists in setting upper limits or standards to the number and the duration of outages and penalities for any violation of these standards. The main dimension of the electricity quality is the supply continuity, evaluated by indices SAIDI (System Average Interruption Duration Index) and SAIFI (System Average Interruption Frequency Index). This Thesis presents a new implementation of the yardstick competition in the setting of the continuity standards for the electricity distribution utilities and their groups of consumption units. The approach proposed combines two Data Envelopment Analysis models (DEA) in a framework with two stages. First, a classical DEA model performs a comparative analysis between utilities, in order to define global standards for each utility. Then, in order to set the local standards for each consumption units group, a model for resource allocation, based on DEA, performs a comparative analysis between groups in a same utility. Global standards for Brazilian distribution utilities and local standards for consumption units groups of the two main distribution utilities in the Rio de Janeiro State are presented.

Este trabalho tem por objetivo localizar faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica utilizando apenas dados de tensão pós-falta. Não são utilizados dados de corrente pois sua medição não é um requisito mínimo dos medidores inteligentes. Os dados coletados são fornecidos a um sistema fuzzy multicamadas. A seleção dos dados de entrada para o treinamento do sistema inteligente é uma característica exclusiva deste trabalho, por ser continuação da metodologia desenvolvida durante o mestrado do autor desta tese. O cenário estudado é um alimentador de um sistema de distribuição real, com 1600 barras e 505 transformadores. Para efeito de comparação de resultados, a distância da falta é obtida de duas formas: pela composição das estimações das impedâncias de sequência zero e positiva e pela estimação direta da distância. Os resultados se mostram satisfatórios, com erros condizentes aos que são encontrados na literatura, sendo que a estimação direta da distância da falta mostrou resultados ligeiramente melhores. / This work aims to locate faults in electrical energy distribution systems using only post-fault voltage data. Current data is not used because their measurement is not a minimum requirement of smart meters. The collected data is applied to a multilayer fuzzy inference system. The way voltage data is selected to train the fuzzy system is an exclusive feature of this work, since it is a continuation of the methodology developed during the master\'s dissertation of this thesis author. The scenario studied is a feeder of an actual distribution system, with 1600 buses and 505 transformers. For the purpose of results comparison, the distance of the fault is obtained in two ways: by the composition of the zero and positive sequence impedances estimations and by the direct estimation of the distance. The results are satisfactory, with errors that are consistent with those found in the literature, while the direct estimation of the fault distance presented slightly better results.