Nos atuais sistemas de distribuição de energia elétrica, podem ser aplicadas novas metodologias que consideram o comportamento em tempo real dos equipamentos, abrangendo cargas especiais como os veículos elétricos (VE) e sistemas de recursos energéticos distribuídos (RD). Neste trabalho se apresenta a revisão bibliográfica, que mostra a análise do desenvolvimento do planejamento dos sistemas de distribuição, seja da expansão e da operação, considerando as metodologias convencionais até as que abordam os RD\'s, concluindo que na atualidade não é possível analisar um sistema sem RD\'s e VE\'s e finalmente ter que operar um sistema com este tipo de geração e cargas na rede. O estudo das ferramentas de otimização permite determinar as técnicas a serem utilizadas. Este trabalho abrange duas, quais sejam, Busca em profundidade (depth-first search) e Algoritmos Genéticos, com objetivo de obter a alocação ótima dos reguladores de tensão, bancos de capacitores, conjuntamente com os sistemas fotovoltaicos e de armazenamento, que permitam manter a tensão dentro da faixa adequada estabelecida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). A seguir, se apresenta a metodologia desenvolvida com os softwares utilizados, quais sejam, o OpenDSS para solução de fluxos de potência com recursos distribuídos e MATLAB para programar o algoritmo da metodologia desenvolvida. Os resultados nas redes teste IEEE de 13 barras e de porte real, denominada ckt5, mostram a importância de considerar a informação das curvas de carga e os perfis de geração dos recursos distribuídos dentro das metodologias, com objetivo de conseguir soluções de acordo com a realidade dos sistemas de distribuição. Logo após se apresentam as atividades futuras, que permitirão abranger aspectos dentro da função objetivo como os índices de tensão estabelecidos pela ANEEL, inserir outras fontes de geração como os sistemas eólicos e considerar os períodos dos estágios de planejamento dentro da metodologia desenvolvida, bem como as conclusões, referências bibliográficas e os anexos da dissertação. / In current electricity distribution systems, new methodologies that consider the real-time behavior of the equipment can be applied, involving special loads such as electric vehicles (EV) and distributed energy resources (RD) systems. In this work a literature review is presented, which shows the analysis of the development of the distribution systems planning, related to expansion and the operation, considering the conventional methodologies and those that consider the RD\'s, concluding that nowadays it is not possible to analyze a system without RD,s and EV\'s to operate a system with this type of generation and loads on the network. The study of the optimization tools allows to determine the techniques to be used. This work covers two, Depth-first search and Genetic Algorithms, in order to obtain an optimal location of voltage regulators, capacitor banks, photovoltaic and storage systems, that allow to maintain the voltage within the appropriate range established by the National Electric Energy Agency (ANEEL). Then, it the methodology developed is presented with the software used, namely, OpenDSS to solve power flows with distributed resources and MATLAB to program the optimization algorithms. The results in a real size network (ckt5) and in a 13-bus IEEE test network show the importance of considering information of the load curve and the generation profiles of distributed resources within the methodologies, aiming to achieve solutions according to the reality of the distribution systems. After that, future activities are presented, which will allow to cover aspects within the objective function, such as the voltage ratings established by the ANEEL, and insertion of other generation sources, such as wind systems as well as considering the periods of the planning stages within the methodology developed. Evertrally the conclusions, bibliographical references and the attachments of the dissertation are present.

O trânsito das metrópoles do novo milênio é um dos problemas que mais leva ao desperdício de recursos, com a consequente redução da qualidade de vida nas metrópoles. Os gastos ligados a vários fatores fazem com que o uso do veículo na hora do pico de trânsito seja duas vezes maior que o normal. O trânsito também gera poluição e consequentemente contribui para doenças pulmonares. O problema de planejamento operacional das infraestruturas viárias em uma grande metrópole constitui algo muito complexo. Problemas deste tamanho ainda não podem ser enfrentados, pelos sistemas computacionais modernos, na sua totalidade. Este problema se resolve dividindo as metrópoles em áreas nas quais é possível conduzir estudos que resolvam as situações locais. A circulação entre zonas distantes das metrópoles é suportada pelas vias expressas, as quais podem ser otimizadas globalmente. Com o crescimento das metrópoles e de seu número de veículos, muitas vezes, as infraestruturas ficam inadequadas, fazendo com que parte dos fluxos das vias expressas invadam os bairros. Neste trabalho se propõe fortalecer a capacidade dos bairros de enfrentar as situações de fluxos intensos. O processo proposto é hierárquico tendo uma primeira fase composta de estudos locais efetuados com simulação micro/mesoscópica, e uma sucessiva otimização global baseada nos resultados das locais. O sistema de otimização necessita de um teste que avalia as soluções escolhidas ao longo do processo. Na literatura da engenharia de tráfego se encontram diferentes níveis de análise do trânsito que geram as três categorias de modelos de simulação. Estas categorias ganham os nomes de modelos microscópicos, mesoscópicos e macroscópicos, mas nenhuma se mostra apta a ser utilizada como teste do sistema proposto. Neste trabalho se propõe um simulador que abstrai o conceito de rede viária reduzindo os custos computacionais até conseguir simular uma inteira metrópole. A técnica de estudo proposta, nos testes, se revela útil em determinadas situações, mas ainda deve ser confrontada com as novas tecnologias capazes de refinar os planos operacionais em tempo real na base dos dados de sensores e câmeras espalhados nas infraestruturas. / The traffic of new-millennium metropolises is one of the problems that most cause resources waste, consequently reducing the quality of life in these metropolises. The costs related to a series of causes make the use of vehicles at rush times be twice as frequent as during other times. The traffic also generates pollution, hence contributing to pulmonary diseases. The infrastructures operational planning problems in big cities is a complex issue. Such big problems still cannot be fully faced by modern computer systems. This can be solved dividing the cities into areas where it is possible to run studies to solve local situations. The circulation between distant areas in metropolises can be done via express motorways, which can be globally improved. With the expansion of big cities and their vehicles, the infrastructures frequently become inadequate and the stream invades neighborhoods. The aim of the present work is to improve the capacity of neighborhoods streams, offering besides technical norms, a global optimization based on local results. The optimization system needs a test that evaluates the chosen solutions along the process. In traffic engineering literature, there are different levels of traffic analysis that generate the three simulation model categories. These categories are named microscopic, mesoscopic, and macroscopic models, but none of them is able to be used as test to the proposed system. In this work, it is proposed a simulator that abstracts the concept of road network, reducing the computer expenses up to the simulation of a whole city. The study technic pruioposed in the tests shows itself as useful in certain situations, but still must be confronted with new technologies able to refine the operational plans in real time based on the sensors and cameras data.

A operação eficiente do sistema é uma ferramenta fundamental para que sua vida útil se prolongue o máximo possível, garantindo o perfeito atendimento aos consumidores, além de manter os custos com energia elétrica e manutenção dentro de padrões aceitáveis. Para uma eficiente operação, é fundamental o conhecimento do sistema, pois, através deste, com ferramentas como modelos de simulação hidráulica, otimização e definição de regras, é possível fornecer ao operador condições de operacionalidade das unidades do sistema de forma racional, não dependendo exclusivamente de sua experiência pessoal, mantendo a confiabilidade do mesmo. Neste trabalho é desenvolvido um modelo computacional direcionado ao controle operacional ótimo de sistemas de macro distribuição de água potável, utilizando um simulador hidráulico, um algoritmo de otimização, considerando dois objetivos (custos de energia elétrica e benefícios hidráulicos) e um algoritmo de aprendizado para extração de regras operacionais para o sistema. Os estudos foram aplicados no sistema de macro distribuição da cidade de Goiânia. Os resultados demonstraram que podem ser produzidas estratégias operacionais satisfatórias para o sistema em substituição ao julgamento pessoal do operador. / The efficient operation of a system is a fundamental tool to postpone the system’s service life as much as possible, thus ensuring a good service to the consumer while keeping electrical energy and maintenance costs at acceptable levels. Efficient operation requires knowledge of the system, for this knowledge, supported by tools such as models for hydraulic simulation, optimization, and definition of rules, provides the operator with proper conditions for the rational operating of the system’s units without depending exclusively on personal experience while maintaining the system’s reliability. In this work is developed a computational model for the optimal operation control of macro water distribution systems using a hydraulic simulator, an optimization algorithm, and a learn algorithm to extract operational rules (strategies) for the system. These studies are to be based on the macro system of the city of Goiânia, in Brazil. The results show that solutions for satisfactory operation can be quickly produced as a substitute to the personal judgment of the operator.

Este trabalho apresenta um modelo de otimização multiobjetivo aplicado ao projeto de concepção de submarinos convencionais (i.e. de propulsão dieselelétrica). Um modelo de síntese que permite a estimativa de pesos, volume, velocidade, carga elétrica e outras características de interesse para a o projeto de concepção é formulado. O modelo de síntese é integrado a um modelo de otimização multiobjetivo baseado em algoritmos genéticos (especificamente, o algoritmo NSGA II). A otimização multiobjetivo consiste na maximização da efetividade militar do submarino e na minimização de seu custo. A efetividade militar do submarino é representada por uma Medida Geral de Efetividade (OMOE) estabelecida por meio do Processo Analítico Hierárquico (AHP). O Custo Básico de Construção (BCC) do submarino é estimado a partir dos seus grupos de peso. Ao fim do processo de otimização, é estabelecida uma Fronteira de Pareto composta por soluções não dominadas. Uma dessas soluções é selecionada para refinamento preliminar e os resultados são discutidos. Subsidiariamente, esta dissertação apresenta discussão sucinta sobre aspectos históricos e operativos relacionados a submarinos, bem como sobre sua metodologia de projeto. Alguns conceitos de Arquitetura Naval, aplicada ao projeto dessas embarcações, são também abordados. / This thesis presents a multi-objective optimization model applied to concept design of conventional submarines (i.e. diesel-electric powered boats). A synthesis model that allows the estimation of weights, volume, speed, electrical load and other design features of interest is formulated. The synthesis model is integrated with a multi-objective optimization model based on genetic algorithms (specifically, the NSGA II algorithm). The multi-objective optimization consists of maximizing the submarine\'s military effectiveness and minimizing its cost. The military effectiveness is represented by an Overall Measure of Effectiveness (OMOE) established via the Analytic Hierarchy Process (AHP). The submarine\'s Basic Construction Cost (BCC) is estimated from its weight groups. At the end of the optimization process, a Pareto Front composed of non-dominated solutions is established. One of these solutions is selected for preliminary refinement and the results are discussed. This work also presents succinct discussion about submarine historical and operational aspects and design methodology. Some Naval Architectural concepts, applied to submarine design, are also discussed.

Aplica la implementación de las operaciones de listas dinámicas en base a registros denominados listas estáticas. A su vez, se demuestra que las operaciones en listas estáticas pueden ser semejantes o más eficientes en las inserciones o eliminaciones en tiempo que las listas dinámicas. Las listas dinámicas podrán ser más eficientes que los registros en la utilización y ahorro de espacio de memoria, pero aun así demanda más tiempo en almacenar los datos uno por uno al crear nuevos nodos, e inclusive puede haber problemas de interrupción del compilador en la gestión de datos. Las listas estáticas permiten una mayor eficiencia en gestión de menores cantidades de datos en comparación de las listas dinámicas. Finalmente, proponiendo la creación de algoritmos en el uso de inserción, eliminación, búsqueda, guardado y recuperado de datos de listas estáticas, se debe expandir su respectivo uso lógico y expandir sus características de implementación lógica de las demás estructuras de datos dinámicos, permitiendo múltiples aplicaciones en el rendimiento de control de tiempo y estabilidad del espacio de memoria en la gestión de datos. Todo esto constituye el aporte que se brinda al desarrollo de la programación y aplicaciones múltiples de la estructura de datos. / Tesis

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-05-11T15:03:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MetodoOtimizacaoNao-Linear.pdf: 913840 bytes, checksum: 617864f107ca5df3896d1e16920169c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-05-14T13:57:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MetodoOtimizacaoNao-Linear.pdf: 913840 bytes, checksum: 617864f107ca5df3896d1e16920169c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-14T13:57:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MetodoOtimizacaoNao-Linear.pdf: 913840 bytes, checksum: 617864f107ca5df3896d1e16920169c1 (MD5) Previous issue date: 2011 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Este trabalho tem como objetivo apresentar um método para solucionar o problema de mapeamento entre as soluções teóricas de gerenciamento dinâmico de espectro (DSM) e os parâmetros de controle das densidades espectrais de potência (PSDs) de transmissão dos modems comerciais. O método utiliza algoritmos genéticos (AG) codificado em inteiros para solucionar o problema. O AG é responsável por achar os melhores parâmetros para representar uma PSD arbitrária, considerando as restrições impostas pelos equipamentos e padrões atuais DSL. O trabalho apresenta ainda um estudo comparativo do método proposto com um concorrente, além de estudo estatístico do método proposto, considerando média, desvio padrão e intervalo de confiança. Adicionalmente, são apresentados dois setups para uso em laboratório, sendo um para medição de PSDs e o outro para funções de transferência, os quais podem ser reaproveitados em outros trabalhos. / This work aims to present a method to solve the mapping problem between the theoretical dynamic spectrum management (DSM) solutions and the commercial DSL modems transmitting power spectrum densities (PSDs) parameters. The method uses an integer codi ed genetic algorithm (GA) to solve the problem. The GA is responsible for nding the ttest parameters that represents an arbitrary PSD, under the restrictions imposed by the actual DSL equipments and standards. This work shows a comparative study of the proposed method with another concurrent. A statistics study of the proposed method considering the average, standard deviation and con dence interval is done. Finally, two di erent laboratory setups are presented. One of them to PSD measurement and other to use in transfer function measurements. Both setups can be reused in other works.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-03-20T19:02:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ReducaoOrdemModelos.pdf: 658052 bytes, checksum: 0363c606f8c8d7b101e7819de7250944 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-04-02T12:00:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ReducaoOrdemModelos.pdf: 658052 bytes, checksum: 0363c606f8c8d7b101e7819de7250944 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-02T12:00:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ReducaoOrdemModelos.pdf: 658052 bytes, checksum: 0363c606f8c8d7b101e7819de7250944 (MD5) Previous issue date: 2012 / Nesta dissertação apresenta-se o problema de redução de ordem de modelos dinâmicos lineares, sob o ponto de vista de otimização via Algoritmos Genéticos. Uma função custo, obtida a partir da norma dos coeficientes do numerador da função de transferência do erro entre o modelo original e o reduzido, e minimizada por meio de um algoritmo genético, com consequente calculo dos parâmetros do modelo reduzido. O procedimento e aplicado em alguns exemplos que demonstram a validade da abordagem. / This dissertation presents the order reduction problem of dynamic models, from the optimization viewpoint by genetic algorithm. An objective function, obtained from the norm of the coefficients of the numerator of the error transfer function among the original and reduced model, is minimized by a genetic algorithm, with consequent calculation of the parameters of the reduced model. The procedure is applied to some examples that demonstrate the validity of the approach.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2011-03-30T17:58:27Z No. of bitstreams: 2 VIEIRA, João Paulo AbreuPPGEngenharia Elétrica.pdf: 1787430 bytes, checksum: 12e80b0ff02b230fff69887679ac8338 (MD5) license_rdf: 22876 bytes, checksum: 0a4e855daae7a181424315bc63e71991 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-30T17:58:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 VIEIRA, João Paulo AbreuPPGEngenharia Elétrica.pdf: 1787430 bytes, checksum: 12e80b0ff02b230fff69887679ac8338 (MD5) license_rdf: 22876 bytes, checksum: 0a4e855daae7a181424315bc63e71991 (MD5) Previous issue date: 2009 / Na presente tese propõe-se uma metodologia de ajuste ótimo dos controladores do conversor interligado ao rotor de aerogeradores de indução duplamente excitados (DFIG), utilizando algoritmos genéticos (AG), com o objetivo de melhorar a segurança e a robustez do sistema elétrico de potência, permitindo que os aerogeradores DFIG participem da gestão técnica do sistema. Para garantir este objetivo, é utilizada uma estratégia de proteção do tipo “crow-bar” durante a falta, mantendo o conversor interligado ao rotor conectado à máquina. Imediatamente após a eliminação da falta, o “crow-bar” é desativado, e simultaneamente os controladores ótimos do conversor interligado ao rotor são acionados, previamente ajustados pelo AG, a fim de melhorar a capacidade de sobrevivência a afundamentos de tensão “ridethrough capability” e a margem de estabilidade global do sistema elétrico. Para validação da metodologia ótima desenvolvida foram realizadas simulações computacionais utilizando uma rede elétrica real, em três condições operacionais distintas. / It is proposed in this thesis a methodology to obtain optimal controllers gains for the rotorside converter of doubly fed induction generators (DFIGs) using a genetic algorithm approach. The main objective is to enhance the operational security and robustness of the power system, by a more effective contribution of the DFIG controllers to the system controllability. To reach this goal, the crow-bar protection scheme is activated during the fault period when severe voltage sags occur in order to maintain the rotor-side converter connected to the DFIG. Immediately after the fault is cleared the crow-bar protection scheme is deactivated and simultaneously the rotor-side converter optimal controllers are turned on which permits the improvement of the converter ride-through capability and also contribute to enhance the overall power system stability margin. The effectiveness of this proposed methodology was assessed for the DFIG-based plants using a real electrical network, in three different operational conditions.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-05-08T13:08:21Z No. of bitstreams: 2 Tese_MetodoDeterminacaoPontos.pdf: 650213 bytes, checksum: 32d05afe62a4a147ceaf368c9838222b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-05-08T13:10:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese_MetodoDeterminacaoPontos.pdf: 650213 bytes, checksum: 32d05afe62a4a147ceaf368c9838222b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-08T13:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_MetodoDeterminacaoPontos.pdf: 650213 bytes, checksum: 32d05afe62a4a147ceaf368c9838222b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2011 / ERICSSON Telecomunicações S.A. / Este trabalho apresenta um método para encontrar um conjunto de pontos de operação, os quais são ótimos de Pareto com diversidade, para linhas digitais de assinante (DSL - digital subscriber line). Em diversos trabalhos encontrados na literatura, têm sido propostos algoritmos para otimização da transmissão de dados em linhas DSL, que fornecem como resultado apenas um ponto de operação para os modems. Esses trabalhos utilizam, em geral, algoritmos de balanceamento de espectro para resolver um problema de alocação de potência, o que difere da abordagem apresentada neste trabalho. O método proposto, chamado de diverseSB , utiliza um processo híbrido composto de um algoritmo evolucionário multiobjetivo (MOEA - multi-objective evolutionary algorithm), mais precisamente, um algoritmo genético com ordenamento por não-dominância (NSGA-II - Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II), e usando ainda, um algoritmo de balanceamento de espectro. Os resultados obtidos por simulações mostram que, para uma dada diversidade, o custo computacional para determinar os pontos de operação com diversidade usando o algoritmo diverseSB proposto é muito menor que métodos de busca de “força bruta”. No método proposto, o NSGA-II executa chamadas ao algoritmo de balanceamento de espectro adotado, por isso, diversos testes envolvendo o mesmo número de chamadas ao algoritmo foram realizadas com o método diverseSB proposto e o método de busca por força bruta, onde os resultados obtidos pelo método diverseSB proposto foram bem superiores do que os resultados do método de busca por força bruta. Por exemplo, o método de força bruta realizando 1600 chamadas ao algoritmo de balanceamento de espectro, obtém um conjunto de pontos de operação com diversidade semelhante ao do método diverseSB proposto com 535 chamadas. / This work presents a method for finding diversity set operating points, which are Pareto optimal and diverse, to digital subscriber lines (DSL). Several works presented in the literature have proposed algorithms for optimizing data transmission in DSL lines, which results in a unique operating point for the modems. These works use spectrum balancing algorithms to solve the power allocation problem, which differs from the approach presented in this work. The proposed method, called diverseSB, uses a hybrid solution that consists of the non-dominated sorting genetic algorithm-II(NSGA-II), based on a multi-objective optimization, and a spectrum balancing algorithm. The simulation results showed that, for a given diversity, the computational cost for find the operating points with diversity using the diverseSB proposed algorithm is much smaller than “brute-force” search methods. In the proposed method, NSGA-II perform calls to the spectrum balancing algorithm adopted, so many tests involving the same number of calls to the algorithm were performed with the diverseSB proposed and with the brute-force search method, and the results of diverseSB proposed were better than brute-force search method. For example, to obtain a diverse set operating points the brute-force method performs 1,600 calls to the spectrum balancing algorithm and the diverseSB proposed performed 535 calls.

Orientador: André Ricardo Oliveira da Fonseca. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-guaduação em Matemática Aplicada.