[pt] O sistema elétrico é planejado para operar na condição mais confiável possível de atendimento, sem que sejam violadas as restrições operativas a que está sujeito. Para a busca da região segura de operação utilizam-se vários programas de otimização e simulação. O Fluxo de Potência Ótimo (FPO) é uma ferramenta muito útil para a busca do ponto de operação seguro. Mas, devido a sua complexidade computacional para solução das restrições não-lineares, possui resposta relativamente lenta, impossibilitando a sua utilização em diversos casos práticos, tanto em tempo real, onde existe a necessidade de rapidez de resposta, como no planejamento da operação, quando é necessário um grande número de execuções do FPO. Em contrapartida, o Fluxo de Potência Ótimo Linearizado (FPO DC), devido a sua simplicidade computacional, possui grande rapidez de resposta. Mas, nas suas aproximações não são consideradas as restrições reativas, o que pode levar a uma solução em que estas sejam violadas. Este trabalho apresenta uma metodologia que incorpora ao Fluxo de Potência Ótimo Linearizado restrições reativas em função da potência ativa do geradores, de tal forma que a solução fornecida por este modelo leve em consideração as restrições de tensão e potência reativa. / [en] The electrical network is planned to stay in the most reliable operation conditions, without any violated operation constraints. Many optimization and simulation models are used to define the safe operation region. The Optimal Power Flow (OPF) is a useful tool for the search of the best safe operation point. However, the computational complexity associated to its non-linear constraints implies in a heavy computation time and makes it difficult to be used whenever a fast response is required, as in on-line oporation or even most operation planning problems. On the other hand, the Linearized Optimal Power Flow (LOPF), due to its simplicity, is a very fast tool. However, it does not consider reactive (voltage) constraints, and is not able to detect any violation. This work presents a model to incorporate voltage constraints in the Linearized Power Flow.

[pt] A barragem de Itaipu consiste em uma série de estruturas cujo comprimento total é de 7744 m. Uma dessas estruturas é a Barragem de Terra da Margem Esquerda (BTME), cuja extensão é de 1989 m. A BTME está fundada diretamente sobre o solo do local, que consiste em um perfil de intemperismo de basalto, indo desde argila, na superfície, à rocha sã. Seu comportamento é monitorado por 9 piezômetros elétricos, 26 piezômetros standpipe, 12 medidores de nível d`água e seis medidores de vazão. Os medidores de vazão foram inicialmente projetados para medir a água de percolação pelo corpo da barragem. Para tanto, a barragem dispõe de um sistema de canaletas para coletar a água que sai dos filtros internos e conduzi-la aos medidores. Contudo, só ocorre saída de água pelos filtros em pequenos trechos da barragem e não se tinha conhecimento da origem das águas medidas, pois ao longo da operação da usina, alterações foram feitas para drenar áreas alagadas e a água de drenagem foi conduzida ao sistema de canaletas. O objetivo desta dissertação é identificar a origem das águas medidas pelos medidores de vazão e entender como se dá o fluxo pela fundação e corpo da barragem de terra da margem esquerda. Para tanto, utilizou-se um modelo em elementos finitos, com o programa SEEP/W, para oito seções instrumentadas da barragem e procedeu-se correlações estatísticas entre todos os instrumentos da BTME. A principal conclusão obtida foi de que os medidores de vazão medem primordialmente água do reservatório que infiltra pelas fundações e que apenas uma parcela da água infiltrada é medida. / [en] The Itaipu dam consists of a series of different structures with a total length of 7744m. One of these structures is the Left Bank Earthfill Dam (LBED), whose length is 1989m. The LBED is founded directly in the local soil, which consists of a residual soil of basalt. The behaviour of the earthdam is monitored by 9 electric piezometers, 26 standpipe piezometers, 12 water level indicators and 6 flow meters. The flow meters were initially designed to measure the seepage through the dam body. For this purpose, the dam has a system of ditches to collect the water from the internal filters and to lead the water until a flow meter. However, there is water leaving the internal filters just in a little portion of the dam. In addition, there was no knowledge of the origin of the water that is measured in the flow meters, because many alterations were made in the operation of the dam to drain flooded areas. The drained water was conducted to the system of ditches. This work aims to identify the origin of the water measured in the flow meters and understand the seepage through the dam and its foundation. For this purpose a Finite Element Method analysis for eight instrumented sections was performed using the SEEP/W program. In addition, statistical correlations between data from all instrumentation of the LBED and rainfall were made. The main conclusion is that most of the water measured in the flow meters comes from the reservoir through the foundation. And only a little amount of the total seepage through the foundation is measured.

[pt] São avaliadas a precipitação e seu fracionamento em três estágios de sucessão vegetal em estudo na sub-bacia do Caçambe, maciço da Pedra branca, Rio de Janeiro. No período de 04/11/2010 a 04/11/2011 foram realizadas 27 coletas após os eventos de chuva. Utilizaram-se 12 pluviômetros em uma área de floresta secundária avançada, 6 em uma floresta secundária inicial e 6 na borda entre as outras duas tipologias. A precipitação da série foi 2357,07 mm. Os fluxos de atravessamento, 89±13% na borda, 94±14% na tipologia inicial e 75±07% na tipologia avançada, estão de acordo com valores médios para a Floresta Atlântica. Os resultados indicam aumento de interceptação com o avanço do estágio sucessional, o que sugere a importância da preservação florestal para garantir interceptação mais eficiente da água da chuva, em especial em uma cidade sujeita a alagamentos como o Rio de Janeiro. Das 27 coletas, analisaram-se os elementos Na+, K+, Mg+2 e Ca+2 em 12 coletas. Os resultados assemelharam-se com a literatura, à exceção do Ca+2, com valores altos para concentração e para fluxos. Os resultados indicam que a expansão urbano-industrial na zona oeste da cidade pode estar contribuindo com um quadro de fragilização ambiental, pelo excesso de emissões de metais e pela capacidade de interceptação reduzida com a retirada de cobertura vegetal. Acredita-se que esta fragilização pode ser potencializada pelos registros do Rio Centro de tendência decenal de aumento de chuvas, e em especial da intensidade entre dezembro e abril, período de maior ocorrência de movimentos de massa e alagamentos. / [en] It is presented results from observations of gross rainfall and throughfall regimes for three successional phases in a stand located at Caçambe sub-basin, Pedra Branca massif, Rio de Janeiro. From 04/11/10 to 04/11/11 were carried 27 samplings after the rain events. Gross rainfall and throughfall were measured with 12 rain gauges in an area of advanced secondary forest, 6 in an early secondary succession and 6 in the edge. Total gross rainfall was 2357,07 mm. Average throughfall, 89±13% in the edge, 94±14% in initial secondary bush and 75±07% in advanced secondary forest, are in range of literature values for the Atlantic Rain Forest. Interception increased simultaneously to the advance of the secondary succession. This improved interception suggests the importance of forest preservation to mitigate flooding in vulnerable cities such as Rio de Janeiro. Chemical analysis for Na+, K+, Mg+2 e Ca+2 were evaluated in 12 out of 27 rain events. The results resembled literature, with the exception of high total quantity and concentration to Ca+2. The urban-industrial expansion in the zone west of the city is spoiling the forest patch and probably is causing the excess of metal emissions at Caçambe. In addition, Rio Centro record confirms a growing gross rainfall tendency in the end of this decade. From December to April is the mass movement and flooding period in Rio de Janeiro and its increasing intensity of gross rainfall completes the environmental fragility scenario.

[pt] Este trabalho apresenta uma metodologia e correspondente programa computacional para o planejamento da expansão de uma rede distribuição que permite determinar, por exemplo, a localização de banco de capacitores e de reguladores de tensão e/ou auto-boosters, o ganho de tensão e redução de perdas elétricas com a troca de condutores. A metodologia proposta é baseada na solução do problema de fluxo de potência desenvolvido especificamente para a distribuição. O trabalho automatiza procedimentos rotineiros do planejamento dos sistemas de distribuição, aumentando sua eficiência na análise correta de alternativas, auxiliando o planejador na tomada de decisões para determinar a expansão dos sistemas de distribuição. Testes com sistema da COELBA são apresentados. / [en] This work presentes a methodology and a digital computer program for the expansion planning of a distribuition network that allows to determine, for exemple, the location of capacitors bank and voltage regulators and/or automatic-boosters, voltage gain and redution of electrical losses with the changing of conductors. The proposed methodology is based on the solution of the power flow problem developd espcifically to distribution systems. The work automatizes common procedures for distribuition systems planing, increasing its efficiency in choosing correct alternatives, aidding the planer to make decisions to determine the distribution systems expansion. Several tests with COELBA system s are presented.

[pt] Este trabalho apresenta uma metodologia para o cálculo de Fluxo de Potência em redes radiais através do Método de Soma de Potências, que explora as características dos parâmetros da rede bem como a sua topologia, constituindo- se em um método bastante rápido e robusto. Propõe-se também uma nova metodologia para o controle de tensão na rede através de rotinas de sensibilidade visando a efetuação de manobras ou cortes de carga na rede. São apresentados testes com sistemas realistas. / [en] This work presents a methodology for radial power flows based on the power Summation Method, able to exploit the network particular characteristics in order to achieve accuracy and efficiency. This work also presents a novel model for radial network control based on sensitivity coefficients that evaluate load transfer or curtailment effects on network performance. Some tests with realistic systems are presented.

[pt] No projeto de uma usina nuclear do tipo PWR, é necessário a verificação de que, nas diversas condições de operação, em regime permanente ou transitório, os limites de projeto de seus componentes não sejam atingidos. No presente trabalho, é desenvolvido um programa em linguagem FORTRAN-IV que simula o comportamento do circuito primário de uma usina PWR típica em transitórios de condição II, em particular os acidentes de retirada descontrolada de um conjunto de barras de controle, queda de um conjunto de barras de controle e diluição descontrolada de boro. No modelo matemático adotado, são tratados o núcleo do reator, a tubulação quente, com pressurizador acoplado, o gerador de vapor, e a tubulação fria. Os resultados obtidos na análise dos citados acidentes são comparados com os constantes no relatório final de análise de segurança da usina Almirante Álvaro Alberto, unidade Angra-I (FSAR), e considerados satisfatórios. / [en] In a PWR nuclear power plant design it`s necessary to verify that, in many operation conditions, at steady state or transients, its components conditions are always below design limits. In this work, is developed a code in FORTRAN-IV language that simulates primary loop behavior of a typical PWR power plant in condition II transients, in particular the accidents of uncontrolled rod cluster control assembly bank withdrawal, rod cluster control assempbly drop and uncontrolled boron dilution. In this model are treated the reactor core, the hot-leg with a pressurizer coupled, the steam generator and the cold-leg. The results obtained are plotted against that of the final safety and analysis report of the Almirant Álvaro Alberto plant, unity Angra-I (FSAR), and considered satisfactory.

[pt] O fluxo de potência probabilístico é considerado uma técnica eficiente na obtenção de índices de segurança, tais como: a probabilidade de sobrecarga nas linhas de transmissão, probabilística de sobretensão em barramentos, etc., os quais são medidas extremamente úteis no planejamento e na operação de sistemas de potência. Este índices são obtidos dada a capacidade de tal algoritmo considerar a natureza probabilística das cargas em uma única solução. Nesta tese, a dependência entre as potências nodais é modelada de forma a considerar fatores ambientais e sociais como também o critério de pré-despacho usado no balanço da potência ativa do sistema. Estes aspectos são então incluídos no fluxo de potência probabilístico e o novo algoritmo é testado com dois sistemas de potência. O novo algoritmo de fluxo de potência probabilístico considerando dependências entre as potências nodais proposto por esta tese pode ser visto como uma técnica bastante realística para avaliar os riscos de insegurança dos sistemas de potência. / [en] Probabilistic load flow can be considered an efficient technique in order to essess security índices, such as: the probability of a line being greater than its thermal rating, probability of a busbar voltage being outside its operational constraints, etc., which are extremely useful measurements in planning and operation of power systems. These indices are schieved due to the capability of such algorithm in recognising the probabilistic nature of generation and load within one solution. In this thesis, the dependence between nodal powers is modelled in order to account environmental and social factors and the unit commitment criteria used to balance the system active power. These aspects are then included in the conventional probabilistic load flow and the new algorithm is tested with two power systems. The new probabilistic load flow algorithm considering dependence between nodal powers proposed by this thesis can be seen as very realistic technique to evaluate system security risks.

[pt] Este trabalho apresenta uma metodologia para a consideração das restrições de segurança no modelo de Análise de Confiabilidade Composta de Sistemas de Potência, obtendo índices que permitem avaliar a segurança da operação do sistema. A metodologia proposta é baseada na identificação das restrições críticas do sistema e relaxação das restrições não críticas durante a solução do problema de Fluxo de Potência Ótimo. São apresentados testes com sistemas realistas. / [en] This work presents a methodology for considering security constraints in Power Systems Composite Reliability Evaluation obtaining índices to evaluate system operation security. The proposed approach is based on the identification of system critical constraints and relaxation of non-critical constraints in the solution of the Optimal Power Flow problem. Some tests with realistic systems are presented.

[pt] Buscando oferecer aos laboratórios de bioquímica sanguínea um meio rápido e seguro na execução de exames, desenvolveu-se o projeto de sistemas mecânicos de um equipamento que realiza rotinas automáticas de exames de bioquímica sanguínea. Com esse objetivo selecionou-se, entre várias alternativas, uma configuração de montagem dos sistemas mecânicos. Esse sistema mecânico é parte do equipamento, juntamente com o sistema eletrônico de acionamento, além de um sistema ótico para análise espectrofotométrica. / [en] In the sake of offering to blood biochemical labs, a fast and safe way to do the exams, a mechanical system of an equipment that carries out automatically the routines of testing was designed and developed. With this objective, among many other alternatives, a configuration of the mechanical system was chosen. This mechanical system is a part of the equipment together with the electronical system of command and work, and also an optical system for the spectrophotometric analysis.

[pt] Após a análise de inúmeras deficiências inerentes à formulação clássica do problema do fluxo de carga, apresentou-se uma formulação mais ampla que, entretanto, implica na resolução de um sistema não linear de desigualdades. Esse, é tratado à luz de programação não linear e resolvido através da combinação do Método das penalidades com Métodos quase-Newtonianos, dando-se especial atenção ao de Davidon-Fletcher-Powell. Constatada a viabilidade de implementação em tempo hábil desse procedimento, estendeu-se a aplicação à outros problemas de análise de sistemas de potência; alocação ótima de potência reativa, minimização de perdas, dando-se ênfase ao primeiro. Inúmeros testes com sistemas de diversas configurações e dimensões entre 5 e 57 barras, foram realizadas com ótimos resultados computacionais (tempo de processamento e qualidade da solução obtida). Concluiu-se que a metodologia apresentada pode servir como valioso instrumento na área de análise de sistemas de potência. Em particular, constou-se a viabilidade de utilização para o controle On Line da Operação. / [en] After the analysis of numerous deficiencies inherent in the classical formulation of the load flow problem, a more general formulation is presented. Howerer, this formulation requires the solution of a non-linear system of inequalities. These, treated in the non-linear programming framework, are solved by a combination of Penalty and Quasi-Newton Optimization Methods, special attention being given to the Davidon-Fletcher-Powell approach. Having verified the applicability of the procedure to such problem, the application was extended to other problems in the analysis of power systems: optimum allocation of reactive power, minimization of losses, with special attention given to the first. Many tests on systems of diverse configuration and, with dimensions varying from 5 to 57 bars, were realized. Excellent results were obtained, with respect to processing time and the quality of the solutions. It is concluded that the method presented can serve as a valuable tool in the area of power system analysis and in particular, for the On-Line control of the Operation.