The aim of this thesis is first and foremost to improve the fundamental knowledge of nonlinear and preparative separation theory by focusing on some of the remaining “white spots” on the theoretical chromatographic map. Secondly, the acquired knowledge is used to develop, validate and execute new methods for phase characterization in liquid chromatography. The methodology used in this thesis is a combination of experiments, fundamental nonlinear theory and systematic computer simulations. A fundamental knowledge of the molecular interactions between the compounds to be separated and the separation media requires the determination of adsorption isotherms over a broad concentration range to give a complete picture of all interactions in the separation system - weak as well as strong. In addition, such adsorption data is essential for optimization in preparative chromatography. For the first time, it has been experimentally shown that the injected molecules are not present in the detected peak when a small excess of molecules are injected into a chromatographic system equilibrated with a constant stream of identical molecules. Several experimental procedures for this method were developed such as (i) the optimal injection strategy and (ii) different labeling methods for visualizing the injected molecules. Remarkable phenomena in the single-component case, such as invisible peak deformation and deformed (invisible) frontal chromatograms, are reported, investigated, and explained. This phenomenon has asides from its future practical implementation, also a large didactic value. The accuracy of the ECP method is experimentally improved, and used to characterize the separation of protolytic compounds at different pH on modern commercially available silica and hybrid silica column packing materials. That investigation enables us to answer why basic compounds give a much more compact preparative peak profile at pH 11 than they yields at lower pH.

A conexão de geradores em sistemas de distribuição, usualmente chamados de geradores distribuídos, traz novos aspectos técnicos que devem ser analisados pelas empresas distribuidoras, uma vez que os dispositivos de proteção e controle, bem como as técnicas de planejamento e otimização da operação destes sistemas consideram um sistema radial, ou seja, sem a presença de geradores. Em se tratando de geradores síncronos, sabe-se que os sistemas de excitação podem ser equipados com meios para o ajuste automático de tensão, potência reativa ou fator de potência, sendo que três diferentes modos de controle podem ser aplicados a geradores síncronos: regulação de tensão, regulação de potência reativa ou fator de potência e controle de potência reativa ou fator de potência. Ainda, sabe-se que não há um consenso entre as empresas distribuidoras de energia sobre qual o melhor modo de controle destas máquinas, e na maioria dos casos a estratégia de controle de excitação é definida através de um acordo operativo entre a empresa de distribuição de energia e o produtor independente ou autoprodutor que opera o gerador distribuído. Neste contexto, esta dissertação de mestrado tem como objetivo apresentar contribuições com relação à avaliação da estabilidade transitória de geradores síncronos conectados em sistemas de distribuição, avaliando o impacto que os diferentes modos de controle de excitação podem ocasionar, em diferentes condições de operação do sistema. Como parâmetro principal de análise tem-se o tempo crítico de eliminação de falta, obtido através de exaustivas simulações dinâmicas utilizando dados de um sistema real e considerando diferentes condições de operação do sistema, sendo estas: diferentes modos de controle da geração distribuída, modificação do ganho proporcional do controlador de fator de potência, diferentes pontos de operação da geração distribuída, diferentes cenários de carregamento do sistema e diferentes potências de geração. / The connection of generators in distribution systems, commonly called distributed generation, brings new technical issues that must be analyzed by the utilities, since protection and control devices, as well as techniques for system planning and operation optimizing consider radial systems, i.e. without the presence of generators. In the case of synchronous generators, it is known that the excitation systems can be equipped with means for automatic adjustment of voltage, reactive power or power factor, and three different control modes can be applied to synchronous generators: voltage regulation, reactive power or power factor regulation and reactive power or power factor control. It is also known that there is no consensus among the power distribution companies about which is the best control mode for use in these machines, and in most cases the excitation control strategy is defined by an operating agreement between the company and the energy producer that operates the distributed generator. In this context, this work aims to provide contributions about the transient stability of synchronous generators connected to distribution systems, evaluating the impacts that different control modes may result in different system operating conditions. The main analysis parameter is the critical clearing fault time, obtained through extensive simulations using real system data. The different system operating conditions considered in the simulations are: different control modes, variation of the power factor controller proportional gain, different operating points of the distributed generation, different system loadings and power generation.

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Resumo: Neste trabalho o espaço geográfico é incorporado ao estudo da análise das potencialidades de migração de consumidores residenciais para uma nova opção tarifária: a tarifa branca. Os trabalhos avaliados no tema não incorporam a análise espacial de dados geográficos. Em geral apresentam as classes de consumo que mais se beneficiam com a adoção da nova opção tarifária e aspectos relacionados à estrutura tarifária de energia elétrica no Brasil. No entanto, o estudo das características do lugar onde pode ser mais provável a migração massiva de consumidores para a tarifa branca pode trazer informações relevantes para direcionar a atenção das distribuidoras de energia na aquisição de medidores eletrônicos e outros equipamentos para determinadas regiões da área urbana do município. Promove-se dessa forma um melhor dimensionamento do sistema elétrico. Os resultados deste trabalho são mapas de probabilidades úteis para indicar as subáreas onde há maior probabilidade de migração de consumidores residenciais para a tarifa branca. Esses mapas indicam que algumas regiões da cidade como a porção central e leste para os anos de 2018 e 2019 exibem maior probabilidade de unidades consumidoras aptas a migrarem para a tarifa branca. Portanto, há nessas regiões uma tendência de redução da demanda de ponta (ou de pico). Espera-se uma mudança de perfil de carga daqueles alimentadores que atendem regiões onde há maior quantidade de consumidores que irão migrar para a tarifa branca. O espaço é incorp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work the geographic space is incorporated to the study of the analysis of the potentialities of migration of residential consumers for a new tariff option: the white tariff. The works evaluated in the theme do not incorporate the spatial analysis of geographic data. In general, they present the classes of consumption that most benefit from the adoption of the new tariff option and aspects related to the tariff structure of electric energy in Brazil. However, the study of the characteristics of the place where the massive migration of consumers to the white tariff may be most likely to bring relevant information to direct the attention of energy distributors in the acquisition of electronic meters and other equipment for certain regions of the urban area of the County. In this way, a better design of the electrical system is promoted. The results of this work are useful probability maps to indicate the subareas where there is a greater probability of migration of residential consumers to the white tariff. These maps indicate that some regions of the city such as the central and eastern portions for the years 2018 and 2019 are more likely to be consumer units able to migrate to the white tariff. Therefore, there is a tendency in these regions to reduce the peak (or peak) demand. A load profile change is expected from those feeders serving regions where there are more consumers who will migrate to the white tariff. The space is incorporated in this work through technique... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A conexão de geradores em sistemas de distribuição, usualmente chamados de geradores distribuídos, traz novos aspectos técnicos que devem ser analisados pelas empresas distribuidoras, uma vez que os dispositivos de proteção e controle, bem como as técnicas de planejamento e otimização da operação destes sistemas consideram um sistema radial, ou seja, sem a presença de geradores. Em se tratando de geradores síncronos, sabe-se que os sistemas de excitação podem ser equipados com meios para o ajuste automático de tensão, potência reativa ou fator de potência, sendo que três diferentes modos de controle podem ser aplicados a geradores síncronos: regulação de tensão, regulação de potência reativa ou fator de potência e controle de potência reativa ou fator de potência. Ainda, sabe-se que não há um consenso entre as empresas distribuidoras de energia sobre qual o melhor modo de controle destas máquinas, e na maioria dos casos a estratégia de controle de excitação é definida através de um acordo operativo entre a empresa de distribuição de energia e o produtor independente ou autoprodutor que opera o gerador distribuído. Neste contexto, esta dissertação de mestrado tem como objetivo apresentar contribuições com relação à avaliação da estabilidade transitória de geradores síncronos conectados em sistemas de distribuição, avaliando o impacto que os diferentes modos de controle de excitação podem ocasionar, em diferentes condições de operação do sistema. Como parâmetro principal de análise tem-se o tempo crítico de eliminação de falta, obtido através de exaustivas simulações dinâmicas utilizando dados de um sistema real e considerando diferentes condições de operação do sistema, sendo estas: diferentes modos de controle da geração distribuída, modificação do ganho proporcional do controlador de fator de potência, diferentes pontos de operação da geração distribuída, diferentes cenários de carregamento do sistema e diferentes potências de geração. / The connection of generators in distribution systems, commonly called distributed generation, brings new technical issues that must be analyzed by the utilities, since protection and control devices, as well as techniques for system planning and operation optimizing consider radial systems, i.e. without the presence of generators. In the case of synchronous generators, it is known that the excitation systems can be equipped with means for automatic adjustment of voltage, reactive power or power factor, and three different control modes can be applied to synchronous generators: voltage regulation, reactive power or power factor regulation and reactive power or power factor control. It is also known that there is no consensus among the power distribution companies about which is the best control mode for use in these machines, and in most cases the excitation control strategy is defined by an operating agreement between the company and the energy producer that operates the distributed generator. In this context, this work aims to provide contributions about the transient stability of synchronous generators connected to distribution systems, evaluating the impacts that different control modes may result in different system operating conditions. The main analysis parameter is the critical clearing fault time, obtained through extensive simulations using real system data. The different system operating conditions considered in the simulations are: different control modes, variation of the power factor controller proportional gain, different operating points of the distributed generation, different system loadings and power generation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcosADA.pdf: 1444489 bytes, checksum: 289536fadcf88cdfafb2eefa6b4f2ac4 (MD5) Previous issue date: 2003-12-29 / Most algorithms for state estimation based on the classical model are just adequate for use in transmission networks. Few algorithms were developed specifically for distribution systems, probably because of the little amount of data available in real time. Most overhead feeders possess just current and voltage measurements at the middle voltage bus-bar at the substation. In this way, classical algorithms are of difficult implementation, even considering off-line acquired data as pseudo-measurements. However, the necessity of automating the operation of distribution networks, mainly in regard to the selectivity of protection systems, as well to implement possibilities of load transfer maneuvers, is changing the network planning policy. In this way, some equipments incorporating telemetry and command modules have been installed in order to improve operational features, and so increasing the amount of measurement data available in real-time in the System Operation Center (SOC). This encourages the development of a state estimator model, involving real-time information and pseudo-measurements of loads, that are built from typical power factors and utilization factors (demand factors) of distribution transformers. This work reports about the development of a new state estimation method, specific for radial distribution systems. The main algorithm of the method is based on the power summation load flow. The estimation is carried out piecewise, section by section of the feeder, going from the substation to the terminal nodes. For each section, a measurement model is built, resulting in a nonlinear overdetermined equations set, whose solution is achieved by the Gaussian normal equation. The estimated variables of a section are used as pseudo-measurements for the next section. In general, a measurement set for a generic section consists of pseudo-measurements of power flows and nodal voltages obtained from the previous section or measurements in real-time, if they exist -, besides pseudomeasurements of injected powers for the power summations, whose functions are the load flow equations, assuming that the network can be represented by its single-phase equivalent. The great advantage of the algorithm is its simplicity and low computational effort. Moreover, the algorithm is very efficient, in regard to the accuracy of the estimated values. Besides the power summation state estimator, this work shows how other algorithms could be adapted to provide state estimation of middle voltage substations and networks, namely Schweppes method and an algorithm based on current proportionality, that is usually adopted for network planning tasks. Both estimators were implemented not only as alternatives for the proposed method, but also looking for getting results that give support for its validation. Once in most cases no power measurement is performed at beginning of the feeder and this is required for implementing the power summation estimations method, a new algorithm for estimating the network variables at the middle voltage bus-bar was also developed / A grande maioria dos algoritmos de estima??o de estado, que usa o modelo cl?ssico, se destina ? aplica??o em sistemas de transmiss?o. H? poucos algoritmos para sistemas de distribui??o. Isto se deve em parte, a pequena quantidade de dados de medi??o dispon?veis em tempo real. A maioria dos alimentadores s? disp?e de medi??o de corrente na sa?da do barramento de m?dia tens?o da subesta??o. Dessa forma, a aplica??o de algoritmos tradicionais de estima??o de estado para a supervis?o de alimentadores pode ser inadequada, mesmo considerando dados obtidos off-line atrav?s de pseudomedi??es. Entretanto, a necessidade de automatiza??o da opera??o dos sistemas de distribui??o, principalmente no que diz respeito ? seletividade quando da presen?a de defeitos, fez surgir alguns equipamentos telecomandados, que incorporam m?dulos de telemedi??o de algumas grandezas da rede, que podem ser transmitidas em tempo real para o centro de opera??o do sistema COS. Isso permite o desenvolvimento de um novo modelo de estimador de estado, envolvendo medidas reais e pseudomedidas de cargas, que s?o constru?das a partir da defini??o de fatores de pot?ncia e de utiliza??o t?picos de sistemas de distribui??o. O presente trabalho trata do desenvolvimento de um novo modelo de estimador de estado voltado para sistemas de distribui??o, particularmente, alimentadores radiais. Baseia-se no algoritmo do fluxo de carga soma de pot?ncias. Da? o nome estimador de estado de soma de pot?ncias. O m?todo faz a estima??o de alimentador por se??o, partindo da subesta??o para os ramais. Para cada se??o ? constru?do o modelo de medi??o. Isto resulta em sistemas de equa??es n?o-lineares, sobre determinados, que requerem uma solu??o iterativa. Obt?m-se essa solu??o atrav?s do m?todo dos m?nimos quadrados ponderados via equa??o normal de Gauss. As grandezas estimadas em uma se??o s?o usadas como pseudomedidas para estimar a se??o subseq?ente. O conjunto de medi??o de cada se??o ? constitu?do por pseudomedidas ou medidas de fluxos de pot?ncia nos trechos e tens?es nodais, em tempo real, e por pseudomedidas de inje??es de pot?ncias nos n?s. As pseudomedidas de inje??es de pot?ncia s?o constru?das a partir das equa??es cl?ssicas de pot?ncias injetadas, usadas no estudo de fluxo de carga. Assume-se ainda, que o sistema trif?sico pode ser representado por seu equivalente monof?sico. A grande vantagem do algoritmo est? na simplicidade e rapidez do programa computacional que o implementa. Al?m disso, ? muito eficiente no que diz respeito ? exatid?o das grandezas estimadas. Al?m do estimador soma de pot?ncias, este trabalho mostra como outros algoritmos poderiam ser adaptados para prover estima??o de estado de subesta??es e circuitos de m?dia tens?o, isto ?, o m?todo de Schweppe e um algoritmo baseado em proporcionalidade de corrente, que normalmente ? usado em estudos de planejamento de redes. Ambos os estimadores foram implementados n?o somente como alternativas para o m?todo proposto, mas tamb?m procurando obter resultados para servir de suporte para sua valida??o. Uma vez que na maioria dos casos n?o h? medi??o de pot?ncias na sa?da para o alimentador e esta ? requerida para implementa??o do m?todo da soma de pot?ncias, um novo algoritmo para estimar as grandezas de rede em barra de m?dia tens?o foi tamb?m desenvolvido

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaxCPF.pdf: 2755624 bytes, checksum: a03e472afc07077b6c8f8b043b88366b (MD5) Previous issue date: 2005-10-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The usual programs for load flow calculation were in general developped aiming the simulation of electric energy transmission, subtransmission and distribution systems. However, the mathematical methods and algorithms used by the formulations were based, in majority, just on the characteristics of the transmittion systems, which were the main concern focus of engineers and researchers. Though, the physical characteristics of these systems are quite different from the distribution ones. In the transmission systems, the voltage levels are high and the lines are generally very long. These aspects contribute the capacitive and inductive effects that appear in the system to have a considerable influence in the values of the interest quantities, reason why they should be taken into consideration. Still in the transmission systems, the loads have a macro nature, as for example, cities, neiborhoods, or big industries. These loads are, generally, practically balanced, what reduces the necessity of utilization of three-phase methodology for the load flow calculation. Distribution systems, on the other hand, present different characteristics: the voltage levels are small in comparison to the transmission ones. This almost annul the capacitive effects of the lines. The loads are, in this case, transformers, in whose secondaries are connected small consumers, in a sort of times, mono-phase ones, so that the probability of finding an unbalanced circuit is high. This way, the utilization of three-phase methodologies assumes an important dimension. Besides, equipments like voltage regulators, that use simultaneously the concepts of phase and line voltage in their functioning, need a three-phase methodology, in order to allow the simulation of their real behavior. For the exposed reasons, initially was developped, in the scope of this work, a method for three-phase load flow calculation in order to simulate the steady-state behaviour of distribution systems. Aiming to achieve this goal, the Power Summation Algorithm was used, as a base for developping the three phase method. This algorithm was already widely tested and approved by researchers and engineers in the simulation of radial electric energy distribution systems, mainly for single-phase representation. By our formulation, lines are modeled in three-phase circuits, considering the magnetic coupling between the phases; but the earth effect is considered through the Carson reduction. Its important to point out that, in spite of the loads being normally connected to the transformers secondaries, was considered the hypothesis of existence of star or delta loads connected to the primary circuit. To perform the simulation of voltage regulators, a new model was utilized, allowing the simulation of various types of configurations, according to their real functioning. Finally, was considered the possibility of representation of switches with current measuring in various points of the feeder. The loads are adjusted during the iteractive process, in order to match the current in each switch, converging to the measured value specified by the input data. In a second stage of the work, sensibility parameters were derived taking as base the described load flow, with the objective of suporting further optimization processes. This parameters are found by calculating of the partial derivatives of a variable in respect to another, in general, voltages, losses and reactive powers. After describing the calculation of the sensibility parameters, the Gradient Method was presented, using these parameters to optimize an objective function, that will be defined for each type of study. The first one refers to the reduction of technical losses in a medium voltage feeder, through the installation of capacitor banks; the second one refers to the problem of correction of voltage profile, through the instalation of capacitor banks or voltage regulators. In case of the losses reduction will be considered, as objective function, the sum of the losses in all the parts of the system. To the correction of the voltage profile, the objective function will be the sum of the square voltage deviations in each node, in respect to the rated voltage. In the end of the work, results of application of the described methods in some feeders are presented, aiming to give insight about their performance and acuity / A utiliza??o de c?lculos de fluxo de carga para an?lise de sistemas de transmiss?o de energia el?trica ? algo que vem sendo feito desde da d?cada de 50. Portanto, sabendo-se as caracter?sticas f?sicas do sistema, como os tipos de cabos utilizados nas linhas e seu comprimento, transformadores utilizados, capacitores, geradores e as cargas do sistema, era poss?vel calcular os valores das tens?es, correntes, dos fluxos de pot?ncia e das perdas do mesmo. Contudo, naquela ?poca, este tipo de c?lculo apresentava algumas limita??es como, em primeiro lugar, o m?todo utilizado para resolver o sistema de equa??es n?o lineares, Gauss-Siedel, fundamental para realiza??o do c?lculo de fluxo de carga, era bastante lento. E em segundo, os computadores da ?poca al?m de extremamente caros e raros eram grandes e lentos. No final da d?cada de 60, Domell apresenta em seu trabalho uma proposta de resolu??o de fluxo de carga baseado no m?todo Newton-Rhapson. A partir da?, o m?todo apresentado por Domell passou a se uma referencia na resolu??o de c?lculo de fluxo de carga. O m?todo de Newton (como passou a ser chamado), al?m de apresentar uma excelente converg?ncia para sistemas ditos mal comportados, ? bastante r?pido. Depois da apresenta??o do trabalho de Domell muitos outros trabalhos foram publicados baseados na sua formula??o, tentando melhorar ainda as caracter?sticas do m?todo. Pois, mesmo naquela ?poca, os computadores ainda apresentavam duas limita??es b?sicas, velocidade de processamento e a limita??o de mem?ria. Portanto, os m?todos baseados no de Newton tentavam diminuir a quantidade de c?lculos e o tamanho das matrizes utilizados no processo, tentado conservar a robustez do m?todo original. Uma caracter?stica comum entre os m?todos apresentados at? o final dos anos 80, era que eles eram desenvolvidos baseados nas caracter?sticas dos sistemas de transmiss?o de energia el?trica. Ou seja, at? ent?o, a distribui??o de energia era uma ?rea em que os engenheiros n?o se preocupavam. E para realiza??o de qualquer estudo para sistemas de distribui??o era utilizava-se os m?todos desenvolvidos para sistemas de transmiss?o. Por?m, nos anos 90, esta tend?ncia come?ou a mudar, em Janeiro de 1990 Cespedes apresenta um m?todo desenvolvido especialmente para sistemas radiais de distribui??o de energia el?trica. O m?todo apresentado por Cespedes explora a principal caracter?stica dos sistemas de distribui??o, a sua forma??o radial e, al?m disso, o m?todo n?o sugere na sua formula??o que o sistema tenha alto valor da rela??o entre a indut?ncia e a resist?ncia das linhas, como no m?todo de Newton. Com o passar dos anos, o aparecimento de novos tipos de cargas mais sens?veis a qualidade da energia, a regulamenta??o do fornecimento de energia com o aparecimento de novas leis, a competi??o entre as distribuidoras, a privatiza??o do fornecimento e a necessidade de redu??o dos custos em geral, os engenheiros passaram a ter uma outra preocupa??o: a qualidade e custo do fornecimento. Ou seja, o problema da resolu??o de c?lculos de fluxo de carga n?o seria mais o de tempo de processamento nem da quantidade de mem?ria envolvida, os engenheiros estariam agora preocupados com a fidelidade da representa??o matem?tica dos elementos do sistema e o desenvolvimento de t?cnicas de otimiza??o para a instala??o e dimensionamento dos elementos dos sistemas. Nos primeiros fluxos de carga as representa??es dos elementos eram bastante elementares, fazendo-se muitas aproxima??es. Inicialmente, todo o sistema era reduzido a um equivalente monof?sico, ou seja, as indut?ncias m?tuas das linhas eram desprezadas, as cargas eram consideradas perfeitamente equilibradas, teriam que ser necessariamente todas trif?sicas e o efeito da liga??o das bobinas entre o prim?rio e o secund?rio dos transformadores n?o era considerado. Estes tipos de aproxima??es limitavam muito o poder de an?lise dos engenheiros, pois a representa??o matem?tica era bem diferente da realidade encontrada no sistema real, dificultando an?lises mais precisas. Com o passar dos anos e o aumento da necessidade foram aparecendo fluxos de carga trif?sicos, com uma modelagem matem?tica mais fiel dos equipamentos, e com isso os resultados passaram a ser mais compat?veis com a realidade, possibilitando aos engenheiros an?lises mais precisas. O uso de t?cnicas de otimiza??o associado a c?lculos de fluxo de carga, permitiu que os resultados dos fluxos n?o somente apresentasse o estado do sistema, calculando-se unicamente os valores das vari?veis de interesse, para um carregamento qualquer. Agora, com esta nova ferramenta, os engenheiros poderiam fazer estudos verificando a localiza??o e dimensionamento ?timo de equipamentos no sistema. Domell, em um trabalho pioneiro, desenvolveu um m?todo de c?lculo defluxo de carga no qual eram calculados os reativos necess?rios que deveriam ser injetados em cada barra do sistema, de modo que as perdas do sistema fossem m?nimas. Em resumo, c?lculos de fluxo de carga ?timos permitem que, se escolhendo uma vari?vel de controle e uma fun??o objetivo, encontre-se um ponto onde o valor da fun??o objetivo seja ?timo quando for calculado para o valor encontrado da vari?vel de controle. A proposta desse trabalho ?, inicialmente, desenvolver um fluxo de carga trif?sico para sistemas radiais de distribui??o, baseado no m?todo de CESPEDES, cuja representa??o matem?tica dos elementos do sistema seja o mais fiel poss?vel ao seu funcionamento real. Este fluxo de carga servir? como base para, em uma segunda etapa, a aplica??o de t?cnicas de otimiza??o visando o dimensionamento ?timo de elementos do sistema. Para que se possa utilizar t?cnicas de otimiza??o, inicialmente, foram desenvolvidos m?todos para se encontrar como o sistema se comporta, sobre algum aspecto, quando o valor de uma vari?vel de controle ? modificado, ou seja, calcular o valor da derivada de uma fun??o com rela??o a uma vari?vel espec?fica. Em posse do c?lculo dessas derivadas, ser?o aplicadas t?cnicas de otimiza??o para se encontrar o ponto de ?timo

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.

A conexão de geradores em sistemas de distribuição, usualmente chamados de geradores distribuídos, traz novos aspectos técnicos que devem ser analisados pelas empresas distribuidoras, uma vez que os dispositivos de proteção e controle, bem como as técnicas de planejamento e otimização da operação destes sistemas consideram um sistema radial, ou seja, sem a presença de geradores. Em se tratando de geradores síncronos, sabe-se que os sistemas de excitação podem ser equipados com meios para o ajuste automático de tensão, potência reativa ou fator de potência, sendo que três diferentes modos de controle podem ser aplicados a geradores síncronos: regulação de tensão, regulação de potência reativa ou fator de potência e controle de potência reativa ou fator de potência. Ainda, sabe-se que não há um consenso entre as empresas distribuidoras de energia sobre qual o melhor modo de controle destas máquinas, e na maioria dos casos a estratégia de controle de excitação é definida através de um acordo operativo entre a empresa de distribuição de energia e o produtor independente ou autoprodutor que opera o gerador distribuído. Neste contexto, esta dissertação de mestrado tem como objetivo apresentar contribuições com relação à avaliação da estabilidade transitória de geradores síncronos conectados em sistemas de distribuição, avaliando o impacto que os diferentes modos de controle de excitação podem ocasionar, em diferentes condições de operação do sistema. Como parâmetro principal de análise tem-se o tempo crítico de eliminação de falta, obtido através de exaustivas simulações dinâmicas utilizando dados de um sistema real e considerando diferentes condições de operação do sistema, sendo estas: diferentes modos de controle da geração distribuída, modificação do ganho proporcional do controlador de fator de potência, diferentes pontos de operação da geração distribuída, diferentes cenários de carregamento do sistema e diferentes potências de geração. / The connection of generators in distribution systems, commonly called distributed generation, brings new technical issues that must be analyzed by the utilities, since protection and control devices, as well as techniques for system planning and operation optimizing consider radial systems, i.e. without the presence of generators. In the case of synchronous generators, it is known that the excitation systems can be equipped with means for automatic adjustment of voltage, reactive power or power factor, and three different control modes can be applied to synchronous generators: voltage regulation, reactive power or power factor regulation and reactive power or power factor control. It is also known that there is no consensus among the power distribution companies about which is the best control mode for use in these machines, and in most cases the excitation control strategy is defined by an operating agreement between the company and the energy producer that operates the distributed generator. In this context, this work aims to provide contributions about the transient stability of synchronous generators connected to distribution systems, evaluating the impacts that different control modes may result in different system operating conditions. The main analysis parameter is the critical clearing fault time, obtained through extensive simulations using real system data. The different system operating conditions considered in the simulations are: different control modes, variation of the power factor controller proportional gain, different operating points of the distributed generation, different system loadings and power generation.

Orientadores: Walmir de Freitas Filho, Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:47:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anzai_AlexandreHaruiti_M.pdf: 1115532 bytes, checksum: 8d2da875fae1c7141a82e80bcad115b7 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta dissertação de mestrado apresenta um modelo monofásico de fluxo de carga para sistemas de distribuição capaz de representar as tecnologias mais comumente utilizadas em geração distribuída. Tal ferramenta permite a realização de estudos técnicos e de diagnósticos em relação à conexão de um novo gerador nos alimentadores de sistemas de distribuição. Propõe-se um método de cálculo de fluxo de carga expandido, no qual os modelos dos geradores, turbinas e seus controles são levados em conta na resolução das equações do fluxo de carga. O método de fluxo de carga expandido considera que o sistema é modelado através de equações algébricas e diferenciais num ponto de equilíbrio, ao invés da modelagem convencional baseada apenas em equações algébricas de balanço de potência. As tecnologias de geração analisadas são compostas por máquinas síncronas, máquinas de indução e geradores conectados via conversores estáticos de potência. Diferentes fontes primárias de energia são consideradas, incluindo turbinas a vapor, hidráulicas e eólicas, além dos sistemas de controle associados às partes elétrica e mecânica de caqa tecnologia. O método de fluxo de carga proposto é testado usando uma rede de distribuição real do Estado de São Paulo / Abstract: This dissertation presents a monophasic load flow model for distribution systems capable of representing the most common technologies used for distributed generation. The developed computational tool allows the accomplishment of technical studies and diagnosis related to the impacts of connecting new generators on distribution feeders. It is proposed an expanded load flow method, including models for generators, turbines and associated controllers, for the solution of load flow equations. The expanded load flow method represents the system by using algebraic and differential equations in a equilibrium point, instead of the conventional modeling based only on the power balance algebraic equations. The technologies used for generation are composed by synchronous machines, induction machines and inverter based generators. Different prime mover technologies are considered, including steam turbines, hydraulic turbines, wind turbines, and control systems associated with the electric and mechanical operation of each technology. The proposed load flow method is tested by using a real distribution network of the State of São Paulo / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:27:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cremonezi_AlcidesOliveira_M.pdf: 4474466 bytes, checksum: 5a33efaeb2ab330c00861ab393b6c732 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os sensores a fibra óptica são imunes à interferência eletromagnética (EMI), eles são normalmente encontrados em ambientes eletricamente ruidosos, especialmente em linhas de transmissão de alta voltagem. Essa é a característica principal que faz desse tipo de sensores ideais para empresas de Energia Elétrica. Esse trabalho apresenta uma nova abordagem, de precisão moderada, robusta e de baixo custo, para a fabricação de um transdutor de corrente elétrica para alta tensão, com detecção magnetostritiva utilizando material inteligente, Terfenol-D, e sensoriamento óptico através de grade de Bragg em fibra óptica (FBG). O núcleo magnético foi desenvolvido em formato toroidal e construído utilizando usinagem através de eletro-erosão, o que resultou em uma peça única com projeto mecânico robusto. Aplicando compressão mecânica ao sensor toroidal e fazendo sua resposta ficar muito próxima a uma função quadrática, foi possível calcular o valor RMS da corrente diretamente do sinal de saída do sensor, e com isso, eliminar qualquer polarização magnética DC utilizada em técnicas anteriores reportadas na literatura. Foi utilizada com sucesso, uma nova técnica de circuito eletrônico de interrogação que permite a medida de sinais AC e mantém o ponto de operação DC da FBG. Resultados experimentais medidos com o transdutor óptico desenvolvido mostraram que entre correntes de aproximadamente 200 a 900A o erro observado foi de apenas 1,2% e sua dependência com a temperatura dentro de um range de 25 a 450C mostrou erro máximo de 2%. O sistema desenvolvido apresenta rápida resposta a transiente e precisa de somente 34ms para alcançar o estado estacionário quando submetido a um aumento de 150% da corrente nele medida. Os resultados mostram que o projeto sugerido é adequado e muito promissor para a construção comercial de um transdutor óptico de corrente para alta tensão / Abstract: Optical sensors are passives and immunes to electromagnetic interferences (EMI), they are well suited for applications in electrically noisy environments, especially in high voltages transmission lines. This is the main characteristic that makes them ideal to electrical energy companies. A new approach to the fabrication of, moderated precision, robust and low-cost fiber Bragg gratings (FBG) optical current transducers using a Terfenol-D magnetostrictive smart material is presented. Electro-erosion was used to manufacture a magnetic core in a toroidal shape which resulted in a single piece robust mechanical design. By applying mechanical compression to the toroidal sensor and making its response very close to a quadratic function, it is possible to calculate the RMS value of the current directly from the output of the sensor and eliminate the DC biasing magnetic field used in previous literature reported techniques. A new electronic interrogation circuit technique which allows the measurement of AC signals and keeps the DC operation point of the FBG was implemented and successfully used in the prototype. Experimental results measured in the developed optical current transducer showed that an error of 1.2% was achieved for currents over approximately the 200 to 900A range and its temperature dependence in a range of 25 to 450C has showed a maximum error of 2%. The developed system presents a fast transient response, and needs only 34ms to reach the steady state after a 150% amplitude step increase is applied to current being measured. The results shows that the developed project is feasible and also very promisor to be considered on commercial applications / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica