A Tomografia por Impedância Elétrica tem como objetivo estimar a distribuição de impedância elétrica dentro de uma região a partir de medidas de potencial elétrico coletadas apenas em seu contorno externo quando corrente elétrica é imposta neste mesmo contorno. Uma das aplicações para esta tecnologia é o monitoramento das condições pulmonares de pacientes em Unidades de Tratamento Intensivo. Dentre vários algoritmos, destacam-se os filtros de Kalman que abordam o problema de estimação sob o ponto de vista probabilístico, procurando encontrar a distribuição de probabilidade do estado condicionada à realização das medidas. Para que estes filtros possam ser utilizados, um modelo de evolução temporal do sistema sendo observado deve ser adotado. Esta tese propõe o uso de um modelo de evolução para a variação de volume de ar nos pulmões durante a respiração de um paciente sob ventilação artificial. Este modelo é utilizado no unscented Kalman filter, uma extensão não linear do filtro de Kalman. Tal modelo é ajustado em paralelo à estimação do estado, utilizando um esquema dual de estimação. Um algoritmo de segmentação de imagem é proposto para identificar as regiões pulmonares nas imagens estimadas e assim utilizar o modelo de evolução. Com o intuito de melhorar as estimativas, o método do erro de aproximação é utilizado no modelo de observação para mitigar os erros de modelagem e informação a priori é adicionada na solução do problema inverso mal-posto. O método é avaliado através de simulações numéricas e ensaio experimental coletado em um voluntário. Os resultados mostram que o método proposto melhora as estimativas feitas pelo filtro de Kalman, propiciando a visualização de imagens absolutas, dinâmicas e com bom nível de contraste entre os tecidos e órgãos internos. / Electrical impedance tomography estimates the electrical impedance distribution within a region given a set of electrical potential measurements acquired along its boundary at the same time that electrical currents are imposed on the same boundary. One of the applications of this technology is lung monitoring of patients in Intensive Care Units. One class of algorithms employed for the estimation are the Kalman filters which deal with the estimation problem in a probabilistic framework, looking for the probability density function of the state conditioned to the acquired measurements. In order to use such filters, an evolution models of the system must be employed. This thesis proposes an evolution model of the variation of air in the lungs of patients under artificial ventilation. This model is used on the Unscented Kalman Filter, a nonlinear extension of the Kalman filter. This model is adjusted in parallel to the state estimation, in a dual estimation scheme. An image segmentation algorithm is proposed for identifying the lungs in the images. In order to improve the estimate, the approximation error method is employed for mitigating the observation model errors and prior information is added for the solution of the ill-posed inverse problem. The method is evaluated with numerical simulations and with experimental data of a volunteer. The results show that the proposed method increases the quality of the estimates, allowing the visualization of absolute and dynamic images, with good level of contrast between the tissues and internal organs.

O problema do desenvolvimento do \"Software\" para a pilotagem automática de embarcações é tratado através da aplicação de conceitos de controle estocástico. O movimento da embarcação é descrito de forma aproximada através do modelo clássico das derivadas hidrodinâmicas. A partir do Princípio da Separação desenvolve-se um procedimento sequencial em que os problemas de estimação do estado e de controle são tratados concomitantemente com as identificação de efeitos não modelados da dinâmica adotada para o piloto automático. A estimação de estados realiza-se através do filtro estendido de Kalman, que opera sobre informações de posição e velocidade da embarcação. O controlador, de natureza sequencial, atua sobre a embarcação em tempo discreto, sendo o leme o único elemento de controle. O piloto automático proposto foi testado através de simulação digital e alguns resultados obtidos são apresentados e discutidos. / The software development problem for the ship automatic steering is considered through the application of stochastic control concepts. Ship motion is described in an approximate way by the classical hydrodynamic derivatives model. A sequential procedure based on the Separation Principle is developed, being state estimation and control problems handled simultaneously with the identification of unmodeled effects of automatic pilot ship dynamics. State estimates are provided by the extended Kalman filter by using ship position and velocity measurements. The rudder is the only control element for the sequential, discrete-time controller. Digital simulation is employed for testing of the proposed automatic pilot, and some results are presented and discussed.

Para obter-se uma operação segura dos sistemas elétricos de potência (SEP), é imprescindível uma estimação de estado (EE) confiável, pois, as ações de controle e operação, em tempo real, dos SEP se baseiam no banco de dados obtido pelo processo de EE. O primeiro passo, para o sucesso do processo de EE, é a obtenção de um plano de medição confiável, ou seja, um plano de medição que garanta a observabilidade do sistema e a não presença de medidas críticas e dos conjuntos críticos de medidas. Entretanto, tendo em vista a possibilidade de ocorrer, durante a operação de um SEP, de problemas causando a perda de medidas, a obtenção de um plano de medição confiável é uma condição necessária, mas não suficiente, para o sucesso do processo de EE. Face ao exposto, desenvolveu-se neste trabalho um programa computacional que possibilita uma EE confiável mesmo em situação de perda de medidas. O programa proposto permite, de uma forma rápida em termos de velocidade de execução, análise e restauração da observabilidade, identificação de medidas críticas e de conjuntos críticos de medidas, bem como a atualização dessas características qualitativas de conjunto de medidas após a perda de medidas. Como embasamento teórico para o desenvolvimento do programa proposto, foram utilizados dois algoritmos destinados à análise das características qualitativas de conjuntos de medidas, que se baseiam na fatoração triangular da matriz Jacobiana, bem como técnicas de esparsidade e de desenvolvimento de programas computacionais. Para comprovar a eficiência do programa proposto, vários testes foram realizados, utilizando o sistema de 6, 14 e 30 barras do IEEE e 121 barras da ELETROSUL. / To obtain a safe power system (PS) operation, becomes necessary a reliable state estimation (SE), since the real time control actions of a PS are based on the data obtained through the SE process. The first requirement for a successful SE process is the existence of a reliable measurement placement plan, that is, a measurement placement plan that guarantees system observability and the absence of both critical measurements and critical sets. However, considering that during the operation of a PS measurements can be lost decreasing the measurement-redundancy, one can say that although a reliable measurement placement plan is a necessary condition to guarantee a reliable state estimation, it is not sufficient. This dissertation presents a computer program that allows for a reliable SE, even in situations of problems causing loss of measurements. The proposed software allows, in a very fast way in terms of execution time, observability analysis and restoration, identification of critical measurements and critical sets, as well as the updating of these measurement set qualitative characteristics after loss of measurements. As a theoretical background for the development of the software, two algorithms were utilized allowing for the analysis of measurement set qualitative characteristics based on the triangular factorization of the Jacobian matrix, as well as sparsity techniques and techniques for the development of programs. To prove the efficiency of the proposed software, several tests were performed using the system of 6, 14 and 30 buses from IEEE and 121 buses from ELETROSUL.

Orientadores: Ariovaldo Verandio Garcia, Eduardo Nobuhiro Asada / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_MadsonCortesde_D.pdf: 1655535 bytes, checksum: 2d7ea952e257cfd27e731d17f44651d1 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Desde a sua introdução em 1969 por Fred C. Schweppe, J. Wildes e D. Rom, a estimação de estado em sistemas de energia elétrica tem sido largamente estudada. Atualmente, a estimação de estado vem evoluindo para uma modelagem mais completa, capaz de tratar variáveis não consideradas no modelo barra/ramo das redes. Entre os avanços mais significativos destaca-se a modelagem de chaves e disjuntores proposta em 1993 por A. J. Monticelli que deu origem à chamada estimação de estado generalizada. Neste trabalho, a estimação de estado generalizada é aplicada a redes trifásicas de energia elétrica nas quais os desbalanços nas cargas e os desequilíbrios na rede são considerados. A utilização dessa modelagem leva a um grau de detalhamento superior ao dos modelos por fase e, conseqüentemente, o estado estimado é mais preciso. Além disso, a modelagem trifásica permite que os sistemas de transmissão e distribuição sejam tratados indistintamente. Para a função estimador de estado foram implementados os métodos baseados na matriz ganho e no tableauesparso de Hachtel. As particularidades associadas à aplicação desses métodos ao modelo generalizado trifásico são apresentadas e discutidas. Na análise de observabilidade implementou-se o método baseado na fatoração da matriz ganho e um novo método baseado na solução de mínima norma do estimador de estado, que é uma das principais contribuições deste trabalho. Por fim, no problema da detecção e identificação de erros grosseiros foram implementados os métodos dos resíduos normalizados e dos multiplicadores de Lagrange normalizados / Abstract: Since its introduction in 1969 by Fred C. Schweppe, J. Wildes and D. Rom, the power system state estimation has been widely studied. The state estimation is evolving to a more detailed modeling, which considers state variables not commonly used in bus/branch system modeling. A generalized state estimation model, in which switches and circuit breakers are represented, was proposed in 1993 by A. J. Monticelli. In this work the generalized state estimation approach is applied to a three-phase power system model, where the unbalanced loads and the asymmetric nature of the system are considered. This treatment provides a more precise real-time model and, consequently, a more precise estimated state. Moreover, it allows that the same state estimation model be applied to both transmission and distribution systems. The three-phase state estimator has been implemented with gain matrix and Hachtel's sparse tableau approaches. Details about differences between the three-phase model and single-phase models are presented. In observability analysis a new method based on minimum norm solution has been introduced, and represents the main contribution of this work. The observability analysis based on gain matrix factorization have also been implemented for comparison purposes. Finally, in the bad data detection and identification, the normaIized residuaIs method and the normalized Lagrange multipIiers method have been implemented. / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-01-03T12:10:09Z No. of bitstreams: 1 matheusalbertodesouza.pdf: 12016608 bytes, checksum: 7403ebccb4f05e67a5f65a371f64f7e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2017-01-31T10:31:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 matheusalbertodesouza.pdf: 12016608 bytes, checksum: 7403ebccb4f05e67a5f65a371f64f7e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T10:31:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 matheusalbertodesouza.pdf: 12016608 bytes, checksum: 7403ebccb4f05e67a5f65a371f64f7e4 (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia para a detecção de perdas comerciais de energia em sistemas de distribuição, bem como a identificação do usuário fraudulento em Infraestruturas Avançadas de Medição, próprias de Smart Grids. ParaaetapadedetecçãodeperdascomerciaisdeenergiaéutilizadoumEstimadorEstático de Estados Trifásico baseado em Medições Fasoriais Sincronizadas (Phasor Measurements Units - PMUs). Essa etapa visa detectar os transformadores na rede de distribuição, os quais, apresentam indícios de furtos/fraudes de energia, através da observância da curva de carga estimada. A próxima etapa visa identificar os consumidores, conectados aos transformadores suspeitos, que cometem o ato ilícito. Para isto, treinou-se uma Rede Neural Artificial (RNA) de Kohonen para clusterizar os consumidores honestos de acordo compadrõesdeconsumosemelhantes,apartirdedadosdeconsumoprovenientesdosSmart Meters decadacliente. ParacadaclassedefinidapelaRNAdeKohonencriou-seumaRNA MultiLayer Perceptron (MLP) para fins de classificação dos consumidores em duas classes, honestos ou fraudulentos. As duas grandes contribuições do trabalho estão em utilizar a técnica de detecção para diminuir o número de Falsos Positivos (FP) das metodologias de classificação, sem a necessidade de medições individuais nos transformadores, e a utilização de RNAs a partir de dados de medições do sistema de distribuição de forma robusta, em que não há a necessidade de medições sem perdas comerciais de energia para todos os consumidores do sistema. A forma de tratamento dos dados de medições ainda possibilita manter a privacidade dos usuários, questão bastante debatida no cenário mundial. Foram realizados testes para a etapa de detecção de perdas comerciais com os sistemas IEEE 33 Barras e IEEE 70 barras. Para a etapa de identificação do consumidor fraudulento foram utilizados dados de consumo reais de mais de 5000 consumidores provenientes de Smart Meters liberados pela Autoridade de Eletricidade e Energia Sustentável da Irlanda. Os testes mostraram bons resultados tornando a metodologia proposta aplicável na detecção e identificação de perdas comerciais de energia elétrica em Smart Grids. / This work aims to present a methodology for the detection of energy theft in distribution systems as well as the identification of the fraudulent users considering Advanced Metering Infrastructure, widely used in Smart Grids. For the stage of energy theft detection, a Static Three Phase State Estimator based on Synchronised Phasor Measurement Units (PMUs) is used. This step aims to detect the transformers in the distribution network, which have evidence of energy theft, by observing the estimated load curve. The next step is to identify consumers, connected to suspected transformers, which are stealing energy. For this, a Kohonen Artificial Neural Network (ANN) was trained to clustering honest consumers according to similar patterns of consumption, with the consumption data from the Smart Meters at every customer. For each class defined by the Kohonen ANN a MultiLayer Perceptron (MLP) ANN for classification of consumers into two classes, honest or fraudulent was created. The two major contributions of this work are the use of energy theft detection technique to reduce the number of false positives (FP) from the classification methods, without the need for individual measurements on the transformers, andtheuseofANNfromdistributionsystemmeasurementsmakethetechiniquerobust, in which there is no need for measurements without comercial loss of energy for all consumers. The way that the measurement data is treated allows maintaining the privacy of the consumers which is a debated question on the world. Tests were conducted for energy theft detection step with IEEE 33 Buses and IEEE 70 Buses systems. For the fraudulent user identification step, actual consumption data were used over 5000 consumers from their SmartMetersreleasedbytheElectricityAuthorityandSustainableEnergyofIreland. The tests showed good results making the proposed methodology applicable in the detection and identification of energy theft in Smart Grids.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rodrigo Albuquerque.pdf: 3312916 bytes, checksum: c9ee0be229b62b8aafd7816c3400351d (MD5) Previous issue date: 2012-01-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The state estimation process applied to electric power systems aims to provide a trustworthy ―image‖, coherent and complete of the system operation, allowing an efficient monitoring. The state estimation is one of the most important functions of energy management systems. In this work, will be proposed alternative methods of state estimation for electric power systems in the levels of transmission, subtransmission and distribution. For transmission systems are proposed two hybrid methods considering the insertion of conventional measurements combined with phasor measurements based on phasor measurement unit (PMU). To estimate the state in subtransmission systems is proposed an alternative method which, in occurrence of failures in active and/or reactive meters in the substations, uses a load forecasting model based on criteria similar days and application of artificial neural networks. This process of load forecasting is used as a generator of pseudo measurements in state estimation problem, which takes place through the propagation of phasor measurements provided by a PMU placed in the boundary busbar. For the distribution system state estimation the proposed method uses the mathematical method of weighted least squares with equality constraints by modifying the set of measurements and the state variables. It is also proposed a methodology evaluation of the PMUs measurement channel availability for observability analysis. The application of the proposed methods to test systems shows that the results are satisfactory. / O processo de estimação de estado aplicado a sistemas elétricos de energia tem como objetivo fornecer uma imagem confiável, coerente e completa da operação do sistema, permitindo um monitoramento eficiente. A estimação de estado é uma das funções mais importantes dos sistemas de gerenciamento de energia. Neste trabalho são propostos métodos alternativos de estimação de estado para sistemas elétricos nos níveis de transmissão, subtransmissão e de distribuição. Para sistemas de transmissão são propostos dois métodos híbridos considerando a inserção das medições convencionais combinadas com medições fasoriais baseadas na unidade de medição fasorial (PMU - Phasor Measurement Unit). Para a estimação de estado em sistemas de subtransmissão é proposto um método alternativo que, na ocorrência de falhas nos medidores de potência ativa e/ou reativa das subestações, utiliza um modelo de previsão de carga baseado no critério de dias similares e na aplicação de redes neurais artificiais. Esse processo de previsão de carga é utilizado como gerador de pseudomedições na estimação de estado, que se dá através da propagação da medição fasorial fornecida por uma PMU alocada no barramento de fronteira. Para sistemas de distribuição o método de estimação de estado proposto consiste em aplicar o método de mínimos quadrados ponderados com restrições de igualdade, modificando-se o plano de medição e as variáveis de estado. Também é proposta uma metodologia para avaliação da disponibilidade dos canais de medições da PMU e o seu impacto na observabilidade do sistema. A aplicação dos métodos propostos a sistemas teste mostram que os resultados obtidos são satisfatórios.

Esta dissertação apresenta um estudo dos filtros de Kalman para sistemas singulares em tempo discreto. Novos algoritmos são formulados para as estimativas filtradas, preditoras e suavizadas com as correspondentes equações de Riccati para sistemas singulares variantes no tempo. Nesta dissertação considera-se também uma aproximação do problema de filtragem de Kalman como um problema determinístico de ajuste ótimo de trajetória. A formulação proposta permite considerar um atraso no sinal de medida, sendo permitida a correlação entre os estados e os ruídos da medida. Apresentam-se também as provas da estabilidade e da convergência destes filtros. / This dissertation presents a study of Kalman filters for singular systems in discrete time. New algorithms are developed for the Kalman filtered, predicted and smoothed estimate recursions with the corresponding Riccati equations for time-variant singular systems. This dissertation addresses the Kalman filtering problem as a deterministic optimal trajectory fitting problem. The problem is formulated taking into account one delay in the measured signals and correlations between state and measurement noises. In the final, this work presents the stability and convergence proofs of these filters.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-15T15:27:12Z No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:19:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:19:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Este trabalho apresenta uma nova abordagem para o problema de Estimação de Estados em Redes de Distribuição de Energia Elétrica utilizando os dados históricos de cargas e medidas obtidas pelos Sistemas de Medição Fasorial Sicronizada (PMUs – Phasor Measurement Units). Nesta formulação as tensões em módulo e fase são escolhidas como variáveis de estados e o problema é matematicamente formulado como um problema de otimização com restrições de igualdade e desigualdade. A função objetivo é formada pela soma quadrática dos resíduos de estimação, definidos como a diferença entre os valores medidos através das PMUs e os valores calculados. As restrições de igualdade são as injeções de potencia ativa e reativa nulas nas barras de passagem. As restrições de desigualdade estão associadas às potências ativas e reativas das barras não monitoradas, onde admite-se limites inferiores e superiores em função dos dados históricos das cargas (potências ativas e reativas). Estudos de casos são realizados utilizando-se um sistemas simples 10 barras, e os sistemas IEEE da literatura de 33 e 84 barras. Os dados de medições fasoriais foram obtidos utilizandose um programa computacional de cálculo de fluxo de potência. Os resultados da estimação de estados utilizando a metodologia proposta foram obtidos através de simulações no ambiente MATLAB e comparados com os resultados do programa de fluxo de potência para validação. A utilização de medição fasorial sincronizada nos entroncamentos e no final dos ramais do sistema de distribuição associada à utilização de restrições de desigualdade para as potências ativas e reativas das cargas não monitoradas são as principais contribuições deste trabalho. / This work presents a new approach to the State Estimation problem in Electrical Distribution Networks using historical data loads and measurements obtained by Phasor Measurement Units (PMUs). In this formulation voltage magnitudes and angles are chosen as state variables and the problem is mathematically formulated as an optimization problem with equality and inequality constraints. The objective function is formed by the quadratic sum of weighted measurements residues, which are defined as the difference between the PMU measurements and the calculated values. The equality constraints are defined as the zero injections of active and reactive power at the no load buses. The inequality constraints are associated with active and reactive powers of non-monitored buses, bounded by a given limit, superior or inferior in relation to historical data loads (active and reactive powers). Case studies are performed using a simple 10-bus test system, and the 33 and 84 buses IEEE test systems. The data phasor measurements were obtained using a computer program that calculates power flow. The state estimation results using the proposed methodology were obtained through simulations in MATLAB environment and compared with the results of power flow program for validation. The use of synchronized phasor measurement at the beginning and at the end of the lateral feeders of the distribution system associated with the use of inequality constraints for active and reactive power for the non-monitored loads are the main contributions of this work.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2016-08-12T12:25:16Z No. of bitstreams: 1 tamiresgomesmoreira.pdf: 4532594 bytes, checksum: 64d45fbe56c5ece94a7586a1d27d46df (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-08-15T13:22:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tamiresgomesmoreira.pdf: 4532594 bytes, checksum: 64d45fbe56c5ece94a7586a1d27d46df (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T13:22:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tamiresgomesmoreira.pdf: 4532594 bytes, checksum: 64d45fbe56c5ece94a7586a1d27d46df (MD5) Previous issue date: 2016-03-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação apresenta uma nova metodologia para detecção e identificação de erros grosseiros no processo de estimação de estados para sistemas de distribuição de energia elétrica com topologia radial, usando Unidades de Medição Fasorial, conhecidas como PMUs (Phasor Measurement Units). O algoritmo de estimação de estados considera todas as correntes passantes nas linhas do sistema, expressas em coordenadas retangulares, como estadosaseremestimados. Osvaloresmedidosserãofasoresdetensãoecorrenteaquisitados pelas PMUs. A fim de restaurar a observabilidade do sistema com poucas unidades de medição serão considerados dados históricos de potência ativa/reativa demandada para as barras não monitoradas por PMUs, disponibilizados pelas concessionárias de energia elétrica. Esses valores serão considerados como restrições de desigualdade variando entre limites mínimos e máximos em um problema de otimização não linear cujo objetivo é minimizar a soma dos quadrados dos resíduos, sendo esses a diferença entre o valor da grandeza medida pela PMU e o seu correspondente valor estimado, ponderado por suas respectivas covariâncias. Baseado nos valores de corrente estimados, outras grandezas elétricas podem ser calculadas utilizando leis de Kirchhoff. Considerando a topologia radial dos alimentadores de distribuição, a proposta para o processamento de erros grosseiros consiste na divisão da rede elétrica com topologia radial em vários subsistemas, visando reduzir o esforço computacional associado ao processo de estimaçãodeestados. Ametodologiaapresentadaserádivididaeabordadaemduasetapas. A primeira se refere à detecção de erros grosseiros, sendo avaliada pelo valor da FOB para cada subsistema, onde valores acima de um determinado valor limítrofe preestabelecido para cada uma das FOBs indicam a presença de medidas com erros grosseiros. Já a segunda, baseia-se na identificação da PMU responsável por aquisitar medições com erros grosseiros e pauta-se na abordagem por barras fictícias, barras estas em que a potência demandada é nula. Os resultados obtidos são validados através do uso de sistemas testes encontrados na literatura. O problema de otimização é solucionado pelo Método de Pontos Interiores com Barreira de Segurança (Safety Barrier Interior Point Method). / This dissertation presents a novel methodology for bad data detection and identification in the State Estimation process for electrical power distribution systems with radial topology, using Phasor Measurement Units (PMUs). The state estimation algorithm considers all branch currents of the system, expresssed in rectangular coordinates, as states to be estimated. The measured values will be phasors acquisited by the PMUs. In order to make the system fully observable with few measurement units, it will be considered historical data of active/reactive power demand for the non-monitored buses, provided by the electrical utilities. These values will be considered as inequality constraints varying between minimum and maximum limits in a non-linear optimization problem which aims to minimize the sum of the squared of the residuals considering the residual being the difference between the measured values by the PMUs and their corresponding estimated values, weighted by its corresponding covariances. Based on the estimated branch currents values, other electrical quantities can be calculated by Kirchhoff’s laws. Consideringtheradialtopology,theproposedapproachforthebaddataprocessingconsists on the electrical network partitioning into various subsystems, which aims to reduce the computational effort associated to the states estimation process. The methodology presented in this work for bad data processing will be divided and implemented into two steps. The first part refers to the bad data detection and it is evaluated by the objective function value for each subsystem, in which high values indicate the presence of bad data. The second part relies on the identification of the PMU which is responsible for acquisitioningbaddataanditisaddressedintwodifferentways. Thefirstoneisaddressed for a single subsystem (single feeder) and is based on the creation of fictitious buses, which will be buses with null power demand. The obtained results are validated by using test systems found in the literature. The optimization problem is solved by the Safety Barrier Interior Point Method.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-07-19T15:32:30Z No. of bitstreams: 1 felipegomesduque.pdf: 3507645 bytes, checksum: d7e6e84ea872f86ac2bd64caa361fce0 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-07-23T15:26:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 felipegomesduque.pdf: 3507645 bytes, checksum: d7e6e84ea872f86ac2bd64caa361fce0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:26:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 felipegomesduque.pdf: 3507645 bytes, checksum: d7e6e84ea872f86ac2bd64caa361fce0 (MD5) Previous issue date: 2018-04-12 / O presente trabalho propõe uma metodologia de planejamento de medição em Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDE) e um novo método para estimação de estados destes sistemas. Para tanto, a técnica metaheurística de otimização bio-inspirada denominada Modified Monkey Search (MMS) é proposta para alocação ótima de medidores inteligentes e unidades de medição fasorial. O modelo de otimização é multiobjetivo e visa a maximização da eficácia do processo de estimação de estados com o custo mínimo de investimento em sistemas de medição. O método de Pareto é associado ao algoritmo MMS para o tratamento adequado destes objetivos conflitantes considerando-se custos reais associados aos equipamentos de medição. Adicionalmente, um novo método de estimação de estados baseado na modelagem de um Fluxo de Potência Ótimo (FPO) modificado é proposto, cuja resolução é dada pelo Método de Pontos Interiores (MPI). O algoritmo MMS determina as variáveis discretas associadas aos tipos de equipamentos de medição, bem como aos locais de instalação dos mesmos no SDE. Estudos são realizados para comparar a nova metodologia de estimação de estados proposta com uma metodologia tradicional, bem como para comparar os resultados da metaheurística de otimização aplicada ao problema com outras técnicas desenvolvidas para esta finalidade. Os estudos são conduzidos com sistemas da literatura, além de um sistema real de médio porte de uma concessionária brasileira. / The present work proposes an approach for planning the measurement locations in Electric Distribution Systems (EDS) and a new method for static state estimation. The bio-inspired meta-heuristic optimization technique called Modified Monkey Search (MMS) is proposed for optimal allocation of smart meters and phasor measurement units. The optimization model is multiobjective and aims at maximizing the efficiency of the state estimation process with minimum measurement investment costs. The Pareto’s method is associated with the MMS algorithm for handling the conflicting objectives in a suitable manner by considering real costs related to measurement equipments. In addition, a new method for static state estimation based on the modeling of a modified Optimal Power Flow (OPF) is proposed, whose solution is given by the Interior Point Method (IPM). The MMS algorithm determines the discrete variables related to types and location of measurement equipments in the system. Studies are made to compare the new approach for static state estimation with a traditional method, as well as to compare the results from the meta-heuristic optimization applied to the problem with existing techniques. The studies are performed using systems from the literature, as will as a practical medium size distribution network from a Brazilian utility.