Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T19:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197448.pdf: 2647949 bytes, checksum: 7167cf4297e09d0adbea18c63086bafc (MD5) / Atualmente a metodologia utilizada para manutenção em chaves seccionadoras, por período de tempo tem promovido muitos casos de executar a referida manutenção sem ter a real necessidade, o que acarreta não somente a possibilidade de inserção de defeitos durante esta manutenção que o equipamento não possuía, como gastos desnecessários, além de tornar estes equipamentos indisponíveis durante suas manutenções. Outro aspecto importante é encontrar uma forma de determinar se ao fechar, a seccionadora completou o curso plenamente, ou seja se cumpriu todos os requisitos para garantir uma boa condução nos contatos agora fechados. Este ponto tem sido um gargalo para o telecontrole e a automação das SE's que necessitam supervisão local. Nas chaves seccionadoras têm sido encontrados problemas que mostram que na sua maioria são provenientes de esforços mecânicos que poderiam ser traduzidos em torque e conseqüentemente em variação de corrente elétrica do motor. Nesta proposta de trabalho tem-se como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia que possa dar suporte para a determinação de quando efetuar manutenção numa chave seccionadora de alta tensão, fazendo análise das curvas da corrente do motor de acionamento verificando suas variações em função dos problemas que possam ocorrer, determinando se esta análise poderá trazer informações importantes para a manutenção da mesma. O desenvolvimento dessa metodologia está ancorado em instrumentação digital, ferramentas matemáticas para o processamento e análise de sinais. Por fim, apresentam-se alguns registros e análises de resultados dos dados coletados no campo.

Esta dissertação tem por objetivo o desenvolvimento, e implantação em computador, de uma metodologia para tratamento do problema de restabelecimento de energia em sistemas de distribuição de grande porte (com milhares de linhas, barras de carga e chaves seccionadoras), que permita a obtenção de Planos de Restabelecimento de Energia (PREs) adequados considerando a existência de reguladores de tensão, bancos de capacitores e de diferentes tipos de chaves seccionadoras. A metodologia proposta deverá considerar as características de operação de diferentes tipos de chaves seccionadoras (existência de telecomando, possibilidade de abertura com carga e/ou em curto circuito, etc.) para obtenção de PREs. Vale lembrar que usualmente as metodologias desenvolvidas para obtenção de PREs consideram a existência apenas de chaves automáticas e não automáticas, não considerando outras características de funcionamento das chaves seccionadoras. Tendo em vista que o problema a ser tratado é combinatório, com múltiplos objetivos e restrições, a metodologia proposta será baseada em Algoritmos Evolutivos, em técnicas de otimização multi-objetivo e na estrutura de dados denominada Representação Nó-Profundidade (RNP). A RNP será utilizada para representar computacionalmente, de forma eficiente, a topologia elétrica dos sistemas de distribuição. Para validar a metodologia proposta serão realizadas simulações computacionais com sistemas de distribuição reais de grande porte. / This dissertation aims to develop a methodology to provide adequate Energy Restoration Plans (ERPs) in contingency situations to large-scale distribution systems (with thousands of lines, load buses and sectionalizing switches), considering the existence of voltage regulators, capacitors banks and different types of sectionalizing switches. The proposed methodology considers the operational characteristics of different types of sectionalizing switches (existence of remote control, possibility of open-load and/or short-circuit, etc.) for the purpose of obtaining ERPs. Usually the developed methodologies consider only the existence of remotely controlled and manually controlled switches, excluding other operational characteristics of the sectionalizing switches. As the service restoration problem is combinatory with multiple objectives and constraints, the proposed methodology is based on Evolutionary Algorithms, multiobjective optimization techniques and on the data structure named Node-Depth Encoding. The Node-Depth Encoding is used to computationally represent, in an efficient way, the topology of the distribution systems. The proposed methodology is validated through computational simulations performed in real large-scale distribution systems.

Esta dissertação tem por objetivo o desenvolvimento, e implantação em computador, de uma metodologia para tratamento do problema de restabelecimento de energia em sistemas de distribuição de grande porte (com milhares de linhas, barras de carga e chaves seccionadoras), que permita a obtenção de Planos de Restabelecimento de Energia (PREs) adequados considerando a existência de reguladores de tensão, bancos de capacitores e de diferentes tipos de chaves seccionadoras. A metodologia proposta deverá considerar as características de operação de diferentes tipos de chaves seccionadoras (existência de telecomando, possibilidade de abertura com carga e/ou em curto circuito, etc.) para obtenção de PREs. Vale lembrar que usualmente as metodologias desenvolvidas para obtenção de PREs consideram a existência apenas de chaves automáticas e não automáticas, não considerando outras características de funcionamento das chaves seccionadoras. Tendo em vista que o problema a ser tratado é combinatório, com múltiplos objetivos e restrições, a metodologia proposta será baseada em Algoritmos Evolutivos, em técnicas de otimização multi-objetivo e na estrutura de dados denominada Representação Nó-Profundidade (RNP). A RNP será utilizada para representar computacionalmente, de forma eficiente, a topologia elétrica dos sistemas de distribuição. Para validar a metodologia proposta serão realizadas simulações computacionais com sistemas de distribuição reais de grande porte. / This dissertation aims to develop a methodology to provide adequate Energy Restoration Plans (ERPs) in contingency situations to large-scale distribution systems (with thousands of lines, load buses and sectionalizing switches), considering the existence of voltage regulators, capacitors banks and different types of sectionalizing switches. The proposed methodology considers the operational characteristics of different types of sectionalizing switches (existence of remote control, possibility of open-load and/or short-circuit, etc.) for the purpose of obtaining ERPs. Usually the developed methodologies consider only the existence of remotely controlled and manually controlled switches, excluding other operational characteristics of the sectionalizing switches. As the service restoration problem is combinatory with multiple objectives and constraints, the proposed methodology is based on Evolutionary Algorithms, multiobjective optimization techniques and on the data structure named Node-Depth Encoding. The Node-Depth Encoding is used to computationally represent, in an efficient way, the topology of the distribution systems. The proposed methodology is validated through computational simulations performed in real large-scale distribution systems.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO Katiani Pereira2.pdf: 3768192 bytes, checksum: daffa714558affb1cf5db22181b4a527 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The development of a mathematical optimization model for the allocation of switching devices and interconnecting branches in electric power distribution systems is presented. This model aims to minimize the cost of load unserved energy and investment costs. The main constraints are continuity indicators, like DEC and FEC and technical constraints from the power flow of the system. The model is a mixed integer nonlinear programming (MINLP) which proposes the building of new interconnection lines between the main branch and lateral extensions of the same feeder. The objectives of this model are to improve system reliability and minimize energy costs, the construction of the Pareto curve by varying weighting factors contained in the objective function is presented in order to find a set of solutions to be presented to the decision maker of a distribution utility. To prove the behavior of the model, a genetic algorithm was used as solution technique in several test systems. / No presente trabalho é apresentado o desenvolvimento de um modelo matemático de otimização para a alocação de chaves seccionadoras e ramos de interconexão em sistemas de distribuição de energia elétrica. Este modelo tem como objetivo minimizar os custos de energia não suprida e os custos de investimento, na alocação das chaves seccionadoras e ramais de interconexão. As principais restrições são os indicadores de continuidade DEC e FEC e o fluxo de potência do sistema, sendo este um problema de programação não linear inteiro misto (PNLIM), tendo como diferencial propor que os ramais de interconexão possam ser construídos entre o tronco principal e os ramais laterais de um mesmo alimentador. Os objetivos desse modelo são melhorar a confiabilidade do sistema e minimizar os custos de energia, desta forma apresenta-se a construção da Curva de Pareto através da variação dos fatores de peso contidos na função objetivo, com a obtenção desta curva foi possível encontrar um conjunto de soluções para que o tomador de decisões de uma empresa, possa escolher qual dessas soluções se enquadra melhor na sua proposta de trabalho. Utiliza-se o algoritmo genético como técnica de solução em vários sistemas testes para avaliar o comportamento do modelo matemático.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Paula P T Caetano 2.pdf: 4372875 bytes, checksum: b5eda892daea23dd9f2cf33a7a4045c5 (MD5) Previous issue date: 2015-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The simulation results obtained using three models which minimize the distribution system reliability indexes and investment through sectionalizing switches allocation and/ or installation of tie lines are presented in this work. This is a problem with conflicting goals that were simultaneously minimized through a multi-objective Genetic Algorithm (Non- Dominated Sorting Genetic Algorithm II - NSGA II), seeking trade-off solutions between investment costs and network reliability. As constraints, the continuity indexes (DEC and FEC) and the power flow of the system were considered. The three models presented have two objective functions, being the first one the investment cost (CINV) of allocated equipment. The second function is one of three reliability indexes: Cost of Energy not Supplied (CENS), DEC and FEC. In the first model (CINV and CENS), results with higher quantities of sectionalizing switches allocation were found, so it was the model which presented higher investment costs. In the second model (CINV and DEC) results presenting lower values for the DEC were found, comparing with the first model, and lower investment cost, but the total cost were similar to those of the first model, since it has an increased CENS. The third model (CINV and FEC) was the model which allocated less sectionalizing switches and presented lower investment costs, since the allocation of these devices do not influence the minimization of FEC, only the allocation of tie lines change the system configuration influencing the FEC. All results obtained through the models met the expectations of finding a set of diverse solution considering the constraints. / Neste trabalho foram apresentados e analisados os resultados obtidos de três modelos matemáticos que minimizam indicadores de confiabilidade do sistema de distribuição e custo de investimento através da alocação de chaves seccionadoras e/ou instalação de ramais de interconexão. Trata-se de um problema com objetivos conflitantes que foram minimizados simultaneamente através de um algoritmo genético multiobjetivo (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II NSGA II), buscando soluções com bons compromissos (trade-off) entre o custo de investimento e a confiabilidade da rede. Foram considerados como restrições os indicadores de continuidade (DEC e FEC) e o fluxo de potência do sistema. Os três modelos apresentados possuem duas funções objetivos, uma das funções representa o custo de investimento (CINV) dos equipamentos alocados e a outra função é um indicador de confiabilidade, sendo que foram adotados o custo de energia não suprida (CENS) e os indicadores DEC e FEC respectivamente ao primeiro, segundo e terceiro modelo. No primeiro modelo (CENS e CINV) foram encontrados resultados com maior quantidade de alocação de chaves, deste modo foi o modelo que apresentou maiores custos de investimentos. No segundo modelo (DEC e CINV) foram encontrados resultados com menores valores para o DEC em relação ao primeiro modelo e com menor custo de investimento, porém com custo total aproximados dos valores do primeiro modelo, visto que tiveram um aumento do CENS. O terceiro modelo (FEC e CINV) foi o modelo que menos alocou chaves seccionadoras e apresentou menores custos de investimento, uma vez que a alocação destes dispositivos não influencia na minimização do FEC, somente a alocação dos ramais de interconexão que alteram a configuração do sistema influenciando no FEC. Todos os resultados obtidos nos modelos atenderam às expectativas de encontrar um conjunto de solução diversificado respeitando as restrições impostas.