1 |
[en] BIFURCATION THEORY IN ELECTRICAL POWER SYSTEMS: AN APPLICATION TO THE OPTIMIZATION PROBLEM / [pt] TEORIA DAS BIFURCAÇÕES EM SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA: UMA APLICAÇÃO AO PROBLEMA DE OTIMIZAÇÃOCARLOS ROGERIO RODRIGUES ROCHA 05 July 2006 (has links)
[pt] Este trabalho visa estudar a teoria das bifurcações
associada a sistemas de equações diferenciais não lineares
com aplicação aos estudos de estabilidade em sistemas
elétricos de potência. Como aplicação desta teoria
analisamos o problema de operação ótima em sistemas de
potência. Novas restrições são derivadas desta teoria que,
incluídas às restrições tradicionais de um fluxo de
potência ótimo, garantem a estabilidade do ponto de
operação obtido. / [en] This work aims at studying bufurcation theory associated to
non-linear differential equations systems with application
on stability of electrical power systems.
As an application of this theory, the problem of optimal
operation in power systems is analyzed. New restriction to
optimum power flow are found and together with traditional
ones, assure the stability of the operation point.
|
2 |
[en] VOLTAGE PROFILE CORRECTION THROUGH A POWER FLOW ALGORITHM WITH REACTIVE IMPLICIT COUPLING / [pt] CORREÇÃO DO PERFIL DE TENSÃO POR UM MODELO QV IMPLICITAMENTE ACLOPADO AO MODELO P0ROGERIO TRAVASSOS 25 September 2006 (has links)
[pt] Esta dissertação apresenta uma metodologia para a correção
do perfil de tensão dos barramentos de um sistema elétrico
de potência.
Esta correção corresponde a um redespacho de potência
reativa efetuada através de mudança das tensões-base nas
barras com geração variável de potência reativa, da
mudança dos tapes dos transformadores, e do chaveamento de
bancos de capacitores/reatores em paralelo.
O método consiste na resolução da equações nodais não
lineares de fluxo de carga e das equações associadas aos
limites violados. Isto é feito através do método de Newton-
Raphson.
O modelo linearizado, utilizado em cada iteração do método
de Newton-Raphson, é reduzido à parte reativa utilizando-
se a técnica de acoplamento implícito com a parte ativa
(CRIC) sugerida pro J. Carpentier.
Como o sistema linearizado admite infinitas soluções
escolheu-se aquela que minimiza o desvio quadrático da
tensão de todos os barramentos do sistema e dos tapes dos
transformadores. Isto é feito através do uso da matriz
inversa generalizada de Moore-Penrose. / [en] This dissertation presents a methodology for correction of
the bus voltage profile of an electric power system.
This correction corresponds to a redispach of reactive
power which is effected by means of voltage set-point
changes in buses with variable generation of reactive
power, transformer tap changes and shunt
capacitors/reactors swithing.
The proposed method consists of solving the non-linear
power flow equations as well as the equatios associated
with violated limits. This is done by using the Newton-
Raphson method.
The linearized model used in each iteration of the Newton-
Raphson method is reduced to the reactive part by means of
Carpentier s Reactive Implicit Coupling (CRIC) technique.
As the linearized system admits several solutions, it is
chosen the one which minimizes the quadratic deviation of
all bus voltages and transformer taps. This is done by
means of Moore-Penrose generalized inverse matrix.
|
3 |
[en] STUDY OF THE UPFC APPLIED TO LONG LINES / [pt] ESTUDO DE UM COMPENSADOR GENERALIZADO APLICADO LINHAS LONGASMARIA APARECIDA PEREIRA 25 September 2006 (has links)
[pt] Study of the UPCF applied to long lines
O avanço da eletrônica de potência e de sua aplicação em
Sistemas Elétricos de Potência proporcionaram uma nova
tecnologia denominada FACTS - Flexilble AC Transmission
Systems . Sob o conceito FACTS, encontram-se encontram-se
equipamentos para a compensação da potência reativa,
regulação de tensão e controle estático e dinâmico do
fluxo de potência ativa em linhas de transmissão.
Os equipamentos FACTS atualmente pesquisados vêm
apresentando novas perspectivas de controle para os
sistemas de potência até então não verificadas com o uso
de compensadores convencionais. Dentre os equipamentos
FACTS pesquisados está o Compensador Generalizado. O
Compensador Generalizado oferece a possibilidade de um
controle simultâneo e independente do fluxo de Potência
ativa e das tensões nas barras do sistema.
O objetivo principal deste trabalho é analisar o
funcionamento do Compressor Generalizado em regime
permanente aplicado a linhas longas. É avaliado sua
situação operando numa linha de 2400 km. Dois casos
extremos foram abordados: compensação sob carga nominal e
compensação sob rejeição de carga. Os resultados obtidos
com o Compensador Generalizado foram comparados com os
resultados prévios obtidos através de uma compensação
realizada com o uso de capacitores série e reatores em
derivação.
Desta forma, foram verificadas as vantagens oferecidas
pelo Compensador Generalizado em relação a outros
equipamentos e as possibilidades oferecidas aos sistema de
transmissão face às novas alternativas de controle de
fluxo de potência proporcionadas. / [en] The improvement of power electronics and its application
in Power Systems introduced a new technology denominated
FACTS - Flexible AC Transmission Systems. The FACTS
concept includes equipment for reactive compensation,
voltage regulation and static and dynamic control of the
active power flow in transmission lines.
The FACTS equipment under recent researches is showing new
perspectives for power systems controlling, which were not
achieved with conventional compensators. Among the
researched FACTS equipment, there is the Unified Power
Flow Controller. The UPFC provides a simultaneous and
independent control of the active power flow and the
voltages in the system.
The main objective of this study is to analyze the steady
state operation of the UPFC applied to long lines,
specially the case fo a 2400 km line. Two extreme cases
are discussed: compensation under rated load and
compensation under load rejection. The obtained results
with the UPFC are compared with previous results from a
compensation performed with series capacitors and shunt
reactors.
Thus, this study presents the advantages of the UPFC in
regard of other equipment and the possibilities offered to
the transmission systems due to the new provided
alternatives for power flow controlling.
|
4 |
[en] ARTIFICIAL NEURAL NEYWORKS IN THE VOLTAGE CONTROL OF ELECTRICAL POWER SYSTEMS / [pt] REDES NEURAIS ARTIFICIAIS APLICADAS NO CONTROLE DE TENSÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIARENATO TEIXEIRA LIMA 27 March 2008 (has links)
[pt] O controle das tensões dos diversos barramentos de um
sistema elétrico de
potência tem como objetivo garantir a qualidade da energia
fornecida aos
consumidores. As tensões devem respeitar níveis
regulamentados pelo governo.
Atualmente, no Sistema Elétrico de Potência (SEP)
brasileiro, a tarefa do controle
de tensão, realizada pelos operadores de tempo real, se
baseia nos valores e
tendências de diversas variáveis (tensões, potências
reativas e ativas, sensibilidade
dos equipamentos, dentre outras). Para a formação de um
operador nessa tarefa
são necessários de um a dois anos, tempo que poderia ser
reduzido caso um
sistema de apoio à decisão dedicado ao problema de controle
de tensão estivesse à
disposição durante o treinamento. Entretanto, em virtude do
grande número de
grandezas a serem analisadas e de suas não linearidades, é
necessário uma
ferramenta automática de apoio à decisão que seja capaz de
tratar intrinsecamente
relações não lineares. Deste modo, neste trabalho optou-se
por desenvolver um
sistema baseado em Redes Neurais Artificiais (RNA) para a
confecção do sistema
sugerido, com o objetivo de indicar a necessidade de
realizar ações de controle de
tensão utilizando-se dos recursos ou equipamentos
disponíveis. O sistema
desenvolvido é composto de três módulos: Pré-processamento;
Análise e
Classificação do evento; e Pós-processamento. Tal sistema
serve para sugerir a
manobra de equipamentos mais adequada para o controle de
tensão. No estudo de
caso, o sistema proposto foi avaliado nos equipamentos de
controle de tensão
(reatores, capacitores e tapes) constantes no Sistema de
Transmissão em 765 kV,
responsável pela interligação dos sistemas Sul e Sudeste do
Brasil. Utilizando
dados obtidos do sistema de aquisição em tempo real,
diferentes configurações de
RNAs foram testadas. Os melhores resultados foram obtidos
com uma estrutura
de duas redes neurais por equipamento a ser controlado,
apresentando, em média,
80% de acerto em relação às manobras realizadas em tempo
real. Em virtude da
complexidade do problema, os resultados foram considerados
mais do que
satisfatórios, indicando a aplicabilidade desta técnica
para a realização do sistema
desejado. / [en] The main objective of the voltage control in Electrical
Power System (EPS)
is to guarantee the quality of the energy supplied to
consumers. The voltage must
respect government regulated levels. Currently, on the
Brazilian EPS, the voltage
control task is carried out by system operators based on
diverse information, such
as current values, and trends of electric variables
(voltages, reactive and active
powers, their sensitivities in the control devices
performance, amongst others). To
fully train a operator in this task it is necessary one or
two years, period that could
be greatly reduced if a decision support system was
available during the
operator`s training. However, due to the great number of
variables that must be
analyzed and their nonlinearity, an automatic decision
support tool, capable to
treat nonlinear relations, is necessary. Therefore, this
work proposes a system
based on Artificial Neural Networks (ANN), with the
objective to identify the
necessity or not to use the voltage control resources in
the EPS. The developed
system is composed of three modules: Pre-processing; Event
Analysis and
Classification; and Post-processing. Such decision support
system suggests the
most adequate equipment maneuver in the voltage control
task. In the case study,
the proposed system was evaluated using the available
voltage control equipments
(reactors, capacitors and transformer taps) in the 765 kV
Transmission System,
main responsible trunk for the interconnection of South and
Southeastern
Brazilian systems. Using real time data, different ANN
configurations have been
tested. The best results were obtained with a structure
composed of two neural
networks, for each controlled equipment, presenting, in
average, 80% accuracy in
relation to maneuvers occurred in real time. Due to the
problem complexity, the
results were considered more than satisfactory, indicating
the applicability of this
technique for the development of the desired system.
|
5 |
[en] NEURAL NETWORKS IN LOAD FORECASTING IN ELECTRIC ENERGY SYSTEMS / [pt] PREVISÃO DE CARGA EM SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA POR REDES NEURAISRICARDO SALEM ZEBULUM 02 February 2007 (has links)
[pt] Esta dissertação investiga a utilização de Redes Neurais
Artificiais (RNAs) na área de previsão de carga elétrica.
Nesta investigação foram utilizados dados reais de energia
relativos ao sistema elétrico brasileiro. O trabalho
consiste de quatro partes principais: um estudo sobre o
problema de previsão de carga no contexto de sistemas
elétricos de potência; o estudo e a modelagem das RNAs
para previsão de carga; o desenvolvimento do ambiente de
simulação; e o estudo de casos.
O estudo sobre o problema de previsão de carga envolveu
uma investigação sobre a importância da previsão de
demanda de energia na área de sistemas elétricos de
potência. Enfatizou-se a classificação dos diversos tipos
de previsão de acordo com o seu horizonte, curto e longo
prazo, bem como a análise das variáveis mais relevantes
para a modelagem da carga elétrica. O estudo também
consistiu da análise de vários projetos na área de
previsão de carga, apresentando as metodologias mais
utilizadas.
O estudo e a modelagem de RNAs na previsão de carga
envolveu um extenso estudo bibliográfico de diversas
metodologias. Foram estudadas as arquiteturas e os
algoritmos de aprendizado mais empregados. Constatou-se
uma predominância da utilização do algoritmo de
retropropagação (Backpropagation) nas aplicações de
previsão de carga elétrica horária para curto prazo. A
partir desse estudo, e utilizando o algoritmo de
retropropagação, foram propostas diversas arquiteturas de
RNAs de acordo com o tipo de previsão desejada.
O desenvolvimento do ambiente de simulação foi
implementado em linguagem C em estações de trabalho SUN. O
pacote computacional engloba basicamente 3 módulos: um
módulo de pré-processamento da série de carga para
preparar os dados de entrada; um módulo de treinamento da
Rede Neural para o aprendizado do comportamento da série;
e um módulo de execução da Rede Neural para a previsão dos
valores futuros da série. A construção de uma interface
amigável para a execução do sistema de previsão, bem como
a obtenção de um sistema portátil foram as metas
principais para o desenvolvimento do simulador.
O estudo de casos consistiu de um conjunto de
implementações com o objetivo de testar o desempenho de um
sistema de previsão baseado em Redes Neurais para dois
horizontes distintos: previsão horária e previsão mensal.
No primeiro caso, foram utilizados dados de energia da
CEMIG (Estado de Minas Gerais) e LIGHT (Estado do Rio de
Janeiro). No segundo caso, foram utilizados dados de
energia de 32 companhias do setor elétrico brasileiro.
Destaca-se que a previsão mensal faz parte de um projeto
de interesse da ELETROBRÁS, contratado pelo CEPEL. Para
ambos os casos, investigou-se a influência do horizonte de
previsão e da época do ano no desempenho do sistema de
previsão. Além disso, foram estudadas as variações do
desempenho das Redes Neurais de acordo com a empresa de
energia elétrica utilizada. A avaliação do desempenho foi
feita através da análise das seguintes estatísticas de
erro: MAPE (Mean Absolute Percentage Error), RMSE (Root
Mean Square Error) e U de Theil. O desempenho das RNAs foi
comparado com o de outras técnicas de previsão, como os
métodos de Holt-Winters e Box & Jenkins, obtendo-se
resultados, em muitos casos, superiores. / [en] This dissertation investigates the application of
Artificial Neural Networks (ANNs) in load forecasting. In
this work we have used real load data from the Brazilian
electrical system. The dissertation is divided in four
main topics: a study of the importance of load forecasting
to electric power systems; the investigation of the ANN
modeling to this particular problem; the development of a
neuro-simulador; and the case studies.
It has been made an investigation of the objectives of
load forecasting to power systems. The different kinds of
load forecasting have been classified according to the
leading time of the prediction (short and long term). The
more important variables to model electric load were also
investigated. This study analyses many projects in the
area of load forecasting and presents the techniques that
have been traditionally used to treat the problem.
The ANNs modeling to load forecasting involved a deep
investigation of works that have been published. The ANNs
architectures and learning algorithms more commonly used
were studied. It has been verified that the
Backpropagation algorithm was the more commoly applied in
the problem (particularly, in the problem of short term
hourly load forecasting). Based on this investigation and
using the backpropagation algorithm, many Neural Networks
architetures were proposed according to the desired type
of forecasting.
The development of the neuro-simulator has been made in C
language, using SUN workstations. The software is divided
in 3 modules: a load series pre-processing module, to
prepare the input data; a training module to the load
series behavior learning; and an execution module, in
which the Neural Network will perform the predictions. The
development of a friendly interface to the forecasting
system execution and the portability of the system were
main goals during the simulator development.
The case studies involved testing the system performance
for 2 cases: hourly and monthly predictions. In the first
case, load data from CEMING (State of Minas Gerais) and
LIGHT (State of Rio de Janeiro) has been used. In the
second case load data from 32 companies of the Brazilian
electrical system has been used. Monthly load forecasting
is involved in a project of interest of two companies of
the electric sector in Brazil: CEPEL and ELETROBRÁS. In
both cases, influences of the forecasting horizon and of
the period of the year in the system´s performance has
been investigated. Besides, the changes in the forecasting
performance according to the particular electric company
were also studied. The performance evaluation has been
done through the analysis of the following error figures:
MAPE (Mean Absolute Percentage Error), RMSE (Root Mean
Square Error) and Theil´s U. The ANN performance was also
compared with the performance of other techniques, like
Holt-Winteres and Box-Jenkins, giving better results in
many cases.
|
6 |
[pt] CONTROLE MODAL EM SISTEMAS MULTIVARIÁVEIS APLICADO A SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA / [en] MODAL CONTROL IN A MULTIVARIABLE SYSTEM APPLIED TO A POWER SYSTEMMARCIO VICENTE RIZZO 23 January 2007 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta o desenvolvimento da teoria de
controle modal em sistema multivariável a partir do
conhecimento da matriz de transferência, H(S), que o
caracteriza.
Usa-se a técnica de representação no espaço de estado onde
a descrição do sistema é feita por uma forma canônica
controlável, cujos elementos são obtidos diretamente de H
(S).
A partir do modelo de estado que representa o sistema e
admitindo-se que o vetor de estado é obtido por estimação,
obtém-se o sistema munido de um controlador de modo que,
pela forma canônica escolhida, o espectro do sistema pode
ser imposto.
Em seguida aplica-se essa teoria a um sistema elétrico de
potência constituído por duas áreas interligadas com
intuito de impor a forma da reposta transitória devida a
perturbações na demanda de potência ativa.
O comportamento do sistema é simulado em computador
digital com auxílio do programa CONTINUOUS SYSTEM MODELING
PROGRAM - S/360-TRM, sendo os resultados apresentados em
forma de gráficos.
O problema de controle potência ativa - freqüência foi
também abordado por Fosha e Elgerd [5], como um problema
de otimização com função de custo quadrático, mas sua
aplicação prática esbarra na escolha das matrizes que
ponderam o estado de controle na função de custo e que
fornecem o melhor transitório para o sistema. / [en] This thesis presents the developing of the modal control
theory in a multivariable system starting on the knowledge
of the transfer matrix, H(S), that characterize it.
We use the state space representation technique where the
description, of the system is made by a controlable
canonic form, whose elements are got directly from H(S).
Starting from the state model which represents the system
and admitting that the state vector is obtained by
estimation, we can get the system provided with a
controller in a wav that, by the canonic form chosen, the
system spectrum can be imposed.
Afterwards, this theory could be applied to a power system
made by two interconnected areas with a finality of
imposing the form of the transient auswer due to
perturbations at the demand of active power.
The system behavior is simulated in digital computer
helped by the CONTINUOUS SYSTEM MODELING PROGRAM - S/360-
IBM, the results being presented in form of drawings.
The problem of the active power - frequency control was
seen by FOSHA and ELGERD [5] too as a problem of
otimization with a quadratic cost function but their
pratical application run into the choice of the matrices
which ponder the state and the control at the cost
function and supply the better transient for the system.
|
Page generated in 0.0284 seconds