[pt] Este trabalho analisa o desempenho do Critério das Áreas Iguais Estendido na avaliação da estabilidade transitória de sistemas de potência. O Critério das Áreas Iguais Estendido consiste em representar o sistema multimáquina por um sistema equivalente de duas máquinas, que é, em seguida, reduzido a um sistema máquina-barra infinita, no qual é aplicado o conhecido critério das áreas iguais. A evolução no tempo do sistema máquina-barra infinita resultante é aproximada por uma série de Taylor truncada. As medidas de estabilidade calculadas, através de expressões algébricas simples, são o tempo crítico de eliminação de falta e a margem de segurança. A análise da estabilidade é feita, portanto, sem procedimentos de tentativa e erro. Os resultados são comparados com os obtidos utilizando um programa convencional de estabilidade transitória. / [en] This work evaluates the performance of the Extended Equal area Criterion for power system transient stability assessment. The Extended Equal Area Criterion consists in replacing the multimachine power system by an equivalent two machine system, which is further reduced to a one- machine-infinite-bus system. The well-know Equal Area Criterion is then applied to the latter system. The time evolution of the one-machine-infinite-bus system is approximated by a truncated Taylor s series. The stability measures are computed by simple algebraic expressions and the transient stability margin. These measures are computed by simple algebraic expressions and the stability analysis is performed without any trial and error procedures. The results are compared to those obtained using a conventional transient stability program.

[pt] Este trabalho apresenta uma comparação entre o desempenho dos estimadores dinâmicos e rastreador, em sistemas de potência operando sob condições quase-estacionárias, considerando suas características de previsão e filtragem. A partir desta comparação, propõe-se um estimador dinâmico que incorpora as principais vantagens dos estimadores previamente mencionados. Além disso, apresenta-se um novo esquema de detecção e identificação de anormalidades (erros grosseiros nas medidas, mudanças brusca no ponto de operação do sistema e erros na configuração da rede), esquema este apropriadamente construído para algoritmos de estimação dinâmica. Resultados numéricos ilustram o desempenho deste novo algoritmo sob diferentes condições operativas. / [en] This work presents a comparison between the performance of dynamic and tracking estimators, in power systems operating under quasi-static conditions, concerning their characteristics of forecasting and filtering. From this comparison, a new dynamic estimator which incorporates the main advantages of the previous estimators is proposed. Also, a new scheme of detection and identification of anomalies (gross errors in the measurements, sudden changes in the system operating point and errors in the network configuration) is presented. This scheme is properly built for dynamic algorithms. Numerical results showing the performance of the new algorithm under different operational conditions are discussed.

[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] Em muitos países, redes elétricas de grande porte são formadas pela interconexão de companhias de energia elétrica cada qual possuindo seu próprio centro de controle. Para supervisionar eficientemente tais sistemas de potência, técnicas de estimação hierarquizada de estado devem ser consideradas. Esta tese apresenta um novo algoritmo que utiliza conceitos hierárquicos para resolver o problema da estimação dinâmica de estado para sistemas de potência de grande porte em regime quase-permanente de operação. O processo de estimação é feito em dois níveis de cálculo de modo a se obter uma solução satisfatória do ponto de vista computacional para as etapas usuais da estimação dinâmica de estado: estimação dos parâmetros do modelo, previsão do estado e filtragem do estado. A nível local, algoritmos convencionais de estimação dinâmica de estado são executados simultanea e independentemente para todos os subsistemas. A coordenação dessas estimativas locais é obtida em um centro nacional de supervisão e controle, operacionalmente de hierarquia superior no sistema elétrico interligado. Resultados numéricos mostram o desempenho do algoritmo proposto em diferentes condições de operação: normal, mudança brusca do estado e presença de erros grosseiros. / [en] In many countries, huge power networks are formed from the interconnection of electric power companies each one having its own supervisory control center. In order to supervise efficiently such power systems, hierarchical state estimation techniques have to be considered. This dissertation presents a new algorithm using hierarchical concepts to solve the dynamic state estimation problem for large-scale electric power systems operating under quasi-static conditions. A two-level calculation is performed to give a satisfactory solution from the computational point of view for the usual steps of the dynamic state estimation procedure: model parameter estimation, state prediction and state filtering. At the local level, conventional dynamic state estimation algorithms are carried out simultaneously and independently for all subsystems. The coordination of these local estimations is obtained at a national center for supervision and control, which is at the top of operational hierarchy in the interconnected electrical system. Numerical results show the performance of the proposed algorithm under different operational conditions: normal, sudden variation of states and occurrence of bad data.

[pt] Vários trabalhos têm sido apresentados nos últimos anos abordando o problema de estimação de estado em sistemas de potência. Diferentes tipos de algoritmos - estáticos, rastreador e dinâmico - têm sido propostos junto com uma variedade de aplicações: detecção e identificação de erros grosseiros configurador de rede, etc. praticamente todos esses estudos foram efetuados para uma rede essencialmente de corrente alternada (CA). A presença de elos de corrente contínua (CC) em operação em vários sistemas de potência e a possibilidade futura da existência de redes, CC, fazem com que as técnicas de estimação de estado sejam estendidas para cobrir tais casos. Somente alguns trabalhos foram publicados até então abordando este tópico. O presente trabalho descreve um novo, simples e eficiente método de estimação estática de estado para sistemas mistos CA/CC. Basicamente o processo de estimação é feito de forma independente para as redes CA e CC, e posteriormente para a interconexão CA/CC. Tal característica faz com que o método proposto possa ser facilmente implementado em qualquer algoritmo de estimação de estado CA existente. O algoritmo proposto é aplicado a um sistema CC multiterminal integrado a um sistema CA e os resultados são discutidos. / [en] In the past few years, many papers have been published on state estimation applied to electric power systems. Different types of algorthms - static, tracking and dynamic - have been proposed aside with a variety of applications: detection and identification of bad data, networ configurator, etc. Most of such studies have been carried out for AC systems although there are some power systems around the world with DC links in operation. Moreover, engineers are now considering DC multiterminal networks as a feasible option. Therefore the state estimation techniques have to be extended to deal with such mixed AC/DC systems. So far, few papers have been published on this matter. This paper describes a new, simple and efficient method for the static state estimation of integrated HVDC/AC systems. Basically, the estimation process is carried out independently for the AC and DC networks, and then for the AC/DC interconnection system. Owing to the characteristics of the proposed method, it can be coupled to any existing AC state estimation algorithm. The proposed algorithm is applied to an integrated multiterminal DC/AC test systems and the results are discussed.

[pt] Este trabalho consiste na apresentação de um método analítico para a análise harmônica de reatores saturados trifásicos quando usados no controle de tensão em sistemas de potência. A este respeito é primeiramente discutida a necessidade do controle de tensão através da compensação de potência reativa em sistemas de transmissão e distribuição e em seguida são apresentados os vários tipos de compensadores existentes que satisfazem estas necessidades, dando-se ênfase aos reatores trifásicos de núcleo de ferro saturado. Os núcleos dos reatores saturados são levados à completa saturação para as tensões de operação causando, naturalmente, o surgimento de correntes não senoidais nos enrolamentos. Duas soluções possíveis são apresentadas para eliminação de harmônicos nas correntes de linha: o uso de filtros e o cancelamento interno dos harmônicos por meio de arranjos adequados de enrolamentos em reatores saturados trifásicos. Este trabalho desenvolve um método analítico para análise harmônica de reatores saturados em que a eliminação ou redução dos harmônicos é feita internamente. São apresentadas em seguida as relações básicas do métodos de análise cujo objetivo é determinar as formas de onda das correntes no enrolamentos e linhas, com tensão de alimentação senoidal balanceada. O método é completamente geral e pode ser aplicado a reatores saturados com qualquer número de núcleos e enrolamento. Em seguida aplica-se o método previamente descrito a um tipo particular de reator saturado, o Twin-tripler, e desenvolve-se um programa em computador digital. Os resultados obtidos são depois comparados com os conhecidos experimental. / [en] This work is concerned with the presentation of an analytical method for the harmonic analysis of three-phase saturated reactors when used for controlling voltage in power systems. The requirements for voltage control in transmission and distribution systems through the demand for reactive power are first discussed and the various types of existing compensators which meet these requirements are presented. Particular attention is devoted to three-phase iron-cored saturated reactors. The cores of ac self saturated reactors are drive well into saturation at their operating voltages causing, naturally, non-sinusoidal currents to appear in the windings. Two possible approaches for the elimination of harmonics in the line currents are presented: use of filters and internal elimination of harmonics by means of suitable winding arrangements in three-phase saturated reactors. This work develops an analytical method for the harmonic analysis of satures reactors in which the harmonic elimination or reduction is achieved internally. The basic relations of the analytical method, which has the objective of determining the waveforms of the line and winding currents with a balanced three-phase voltage source, are then presented. The method is completely general and can be aplied to saturated reactors of any number of cores and windings. The previously described method is then applied to a particular type of saturated reactor, the Twin-tripler, and a digital computer programme is developed. The obtained results are then compared with those experimentally Known.

[pt] Os sistemas de potência são projetados para operarem com tensão e freqüência constantes, admitindo-se pequenas variações em torno de sues valores nominais. Estas grandezas são controladas principalmente pelos sistemas de excitação e reguladores de velocidade, respectivamente. Esta dissertação examina o projeto de sistemas de excitação modernos e estabelece as características de projeto dos componentes das excitatrizes estáticas. Os principais componentes (conversor, circuito de disparo, circuito de partida e regulador de tensão) são implementados em um protótipo de excitatriz. As respostas do protótipo à pequenas e grandes perturbações também são discutidas. / [en] Power systems are designed to operate with constant voltagem and frequency, allowing small sinal variations around its rated valves. These quantities are mainly controlled by excitation systems and governors, respectively. This dissertation examines the design of modern excitation systems and estabilishes the desired characteristics of static exciter componentes. The main components (conversor, firing circuit, starting circuit and voltage regulator) are implemented in a exciter prototype. The prototype response to small and larger disturbances are also discussed.

[pt] Restrições econômicas e ecológicas têm limitado o investimento em novas usinas e linhas de transmissão de energia elétrica. Com os sistemas de potência trabalhando bastante carregados, o risco da ocorrência da instabilidade de tensão se acentua. Neste trabalho estabeleceram-se as características operacionais do fenômeno do colapso de tensão, e sua similaridade e diferença em relação ao problema da estabilidade angular. Forma desenvolvidos métodos para avaliar um ponto de operação do sistema quanto à proximidade da ocorrência do fenômeno. Os resultados foram comparados. Finalmente, foi abordado o problema da prevenção do colapso / [en] Investiments on new generators and transmission lines for electrical power systems have been limited due to economical and environmental constraints. This dissertation established the operational characteristics of the voltage collapse phenomenon, as well as pointed out similarities and differences in relation to the angular stability problem. Voltage collapse assessment methods were developed and results compared. Finallu, the collapse prevention problem was mentioned.

[pt] Com o uso da teoria das probabilidades consegue-se um método para medida da confiabilidade dos sistemas de potência, bastante preciso. O presente trabalho consubstancia a teoria que envolve o cálculo da confiabilidade de um sistema de geração, o planejamento desse sistema, a programação da manutenção das unidades geradoras - de modo a manter um nível de confiabilidade constante durante um ano - e um programa de computador como ilustração dos métodos apresentados. / [en] The use of probability theory is a tool for a accurate reliability evaluation of power systems. This paper explains the theory envolving, reliability analysis of a generating system, planning of those systems, maintenance scheduling of generating units to maintain a constant reliability level during the year and a computer program to ilustrate all the introduced methods.

[pt] Uma das fases importantes no planejamento dos Sistemas Elétricos de Potência é a verificação do seu comportamento dinâmico. Sob este aspecto é conveniente que se tenha uma modelagem mais real possível de todos os componentes do sistema, havendo particular interesse numa boa representação principalmente das máquinas (geradores e síncronos). Ultimamente, os Compensadores Estáticos (SVS) tem sido um elemento valioso no controle da potência reativa dos sistemas Elétricos de EAT. Desta forma, os programas digitais até então utilizados tiveram que ser convenientemente modificados a fim de considerar este novo equipamento. A finalidade deste trabalho é apresentar a representação dos SVS nos programas de estabilidade. O enfoque principal será dados aos SVS controlados a tiristores (TCR, TCT, TSC ou mistos) nos quais há intervenção de sistemas específicos de controle. Com base na modelagem proposta, é feita uma análise da operação dos SVS a tiristores em regime permanente e, em transitório. Conjuntamente com a apresentação dos vários tipos de SVS a tiristores, é introduzida uma metodologia para a determinação de seus valores nominais, suas principais características operativas, fazendo-se, sempre que possível, uma comparação com outros tipos de Compensadores Estáticos e, com os Compensadores Síncronos atualmente em operação. / [en] One of the most important phases of power systems planning, is the examination of its dynamic behavior. It is convenient under this aspect, to have the models of all components pertaining the system, as close as possible to the real conditions of operation being of particular interest a good representation, mainly of the machines (generators and synchronous compensators). Lately, the static compensators (SVS), have been an important component in the control of reactive power for the UHV electrical systems. Due to this fact, the digital programs used until then, had to be conveniently modified so as to consider this new equipment. The purpose of the present work, is to introduce the representation of the SVS in the stability programs. Special care will be give to the SVS controlled by thyristors (TCR, TCT, TSC or mixed), in which the intervention of specific control systems takes place. Based upon the proposed models, an analysis of the operation of the thyristors SVS in permanent and transient regimes is performed. Together with the presentation of various types of thyristors SVS, it is introduced methods to determine nominal values, main operational characteristics, always comparing, when possible, to other types of static compensators, as well as, with the synchronous compensators in operation.