Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-03-24Bitstream added on 2014-06-13T20:21:19Z : No. of bitstreams: 1 miasaki_ct_dr_ilha.pdf: 4264190 bytes, checksum: aa13641c4404cb4641abe16d38b39869 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho de pesquisa tem-se a finalidade investigar, propor e testar a viabilidade técnica, de novos modelos matemáticos aplicados ao problema de planejamento da expansão do sistema de transmissão de energia elétrica a longo prazo. A motivação se deve ao fato que os modelos matemáticos estáticos mais utilizados para representar este problema têm como estratégia adicionar, no processo de expansão, somente linhas de transmissão e transformadores convencionais. Para tanto, busca-se inserir e avaliar tecnicamente os controladores flexíveis de transmissão em corrente alternada (do inglês, Flexible Alternating Current Transmission Systems - FACTS) como elementos do processo de expansão do sistema, juntamente com as linhas de transmissão e os transformadores convencionais, nos modelos matemáticos propostos. Neste trabalho, adicionam-se controladores FACTS com a intenção de obter uma melhor distribuição dos fluxos de potência ativa no sistema e, como conseqüência, contribuir para uma redução do custo de investimento em novas linhas de transmissão. Portanto, a metodologia proposta é um procedimento que incorpora inovações em relação à literatura existente. Os impactos da adição dos controladores FACTS na rede são analisados através dos resultados das simulações computacionais feitas com as metodologias propostas e realizados com o sistema teste IEEE 24 barras, com cinco planos de geração. Com o intuito de encontrar a alocação ótima dos equipamentos no sistema, foram desenvolvidos e implementados algoritmos genéticos especializados... / This work is aimed at investigating, proposing and testing the technical viability of new mathematical models applied to the long-term power transmission system expansion planning problem. It was motivated due to the fact that most used static mathematical models for representing this problem have as strategy to add, within the expansion process, only transmission lines and conventional transformers. Therefore, this work is focused on the technical evaluation and insertion of FACTS devices as elements of the system expansion process, along with transmission lines and conventional transformers, in the considered mathematical models. FACTS devices will be added aimed at obtaining a better distribution of the active power flows in the system and, consequently, contributing to diminish investment costs due to new transmission lines. Thus, proposed methodology incorporates innovations respect to existing literature. Impacts due to the addition of FACTS devices in the network are analyzed through simulations carried out with the proposed methodology considering the test system IEEE 24, with five generation units. In order to find the optimal placement of such devices in the system, specialized genetic algorithms were developed and implemented. Results indicate an excellent performance of the proposed methodologies and models.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-26T19:40:40Z No. of bitstreams: 1 MarcosSilvaMontelo.pdf: 2980665 bytes, checksum: 3b07ab02be8c6a4e17cda1a61787ffe2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T19:40:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcosSilvaMontelo.pdf: 2980665 bytes, checksum: 3b07ab02be8c6a4e17cda1a61787ffe2 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this work is investigated the performance of the GMRES Method in studies of power flow extremely loaded, ill-conditioned and including FACTS Controllers, focusing on Jacobian matrix with high numbers of conditioning and real eigenvalue close to zero, in order to consolidate the virtues of GMRES in ill-conditioned problems. From this information you can set operating scenarios that may indicate points of robustness and GMRES efficiency. Consolidating test systems (hypothetical and actual) of difficult convergence associated with extremely high loaded, is also part of research to create s cenarios close to reality, or that may occur in practice. The primary purpose of the inclusion of FACTS is to assess the impact that these devices can cause the Jacobian matrix. These characteristics are informed through eigenvalues and conditioning number. In addition, we propose an iterative solver developed in MATLAB platform for power flow studies and a detailed investigation of the influence of the reordering and the e limination of non-null elements in the quality of the preconditioner of incomplete factors. The proposed methodology was applied to hypothetical and real systems with FACTS controllers, and the results of the experiments showed the greater efficiency of the iterative solver GMRES in most simulations. It was found that the larger the size of the electrical system and the worse their numeric characteristics, the better its performance. / Neste Trabalho é investigado o desempenho do Método GMRES em estudos de Fluxo de potência extremamente carregados, mal condicionados e incluindo Controladores FACTS, enfocando matrizes Jacobianas com elevados números de condicionamento e autovalores reais próximos de zero, a fim de consolidar virtudes do GMRES na solução de problemas mal-condicionados. A apartir destas informações será possível estabelecer cenários de operação que poderão indicar pontos de robustez e eficiência do GMRES. A consolidação de sistemas-teste (hipotéticos e reais) de difícil convergência associados a carregamentos extremamente elevados, também faz parte das investigações para criar cenários próximos da realidade, ou seja, que possam ocorrer na prática. O objetivo primário da inclusão de FACTS está em avaliar o impacto que estes equipamentos podem causar na matriz Jacobiana. Estas características são informadas através de autovalores e número de condicionamento. Além disso, propõe-se um solucionador iterativo desenvolvido na plataforma MATLAB para estudos de fluxo de potência e uma investigação detalhada da influência do reordenamento e da eliminação de elementos não-nulos na qualidade do pré-condicionador de fatores incompletos. A metodologia proposta foi aplicada em sistemas hipotéticos e reais com Controladores FACTS, e os resultados dos experimentos mostraram a maior eficiência do solucionador iterativo GMRES em grande parte das simulações realizadas. Verificou-se que, quanto maior a dimensão do sistema elétrico e quanto pior suas características numéricas, melhor seu desempenho.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sergio Leon Escalante Cardenas.pdf: 1233424 bytes, checksum: 8be8a81742f69038e591f72b968c13ee (MD5) Previous issue date: 2005-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents the economical and technical aspects of FACTS (flexible ac transmission systems) controllers in steady-state operation of electric power systems (EPS). There Controllers are used in EPS to increase the power transfer limit in the transmission lines and to improve the electromechanical and voltage stability. The models considered in this research are: SVC, TCSC, STATCOM, SSSC and UPFC. The modeling of HVDC link including a commutation capacitor for converter (CCC) is also presented. A Newton-Raphson power flow computer program was implemented in order to assess the steady-state operation of FACTS Controllers. On the other hand, for economic assessment of FACTS application, an optimal power flow (OPF) based on interior point method was implemented and prospectively an OPF using genetic algorithms has been proposed. The studied FACTS Controllers were applied to the IEEE 30 bus and IEEE 118 bus test systems, and a configuration of a real power system regarding to the Brazilian National Interconnected System (SIN) represented with 2256 buses. The analysis of the results obtained from the tests indicates that the operation of a EPS with FACTS is more flexible and presents advantages, such as: lines power transfer increase, possibility of power flow reversal in the lines, a better voltage control in remote buses and operation costs lowering, keeping operation restrictions and fixing both, bus voltages and transmission line power flows. / Neste trabalho são apresentados os aspectos técnicos e econômicos da aplicação dos Controladores FACTS (flexible ac transmission systems) na operação dos sistemas de energia elétrica (SEE) em regime permanente. Os FACTS são utilizados nos SEE para aumentar o limite da transferência de potência nas linhas de transmissão e para melhorar a estabilidade eletromecânica e de tensão. Os modelos dos Controladores FACTS considerados nesta pesquisa são: SVC, TCSC, STATCOM, SSSC e UPFC. Uma modelagem do elo de corrente contínua ou HVDC, inclusive com capacitor de comutação de conversor (CCC) também é apresentada. Para avaliar os aspectos técnicos na operação em regime permanente dos FACTS foi implementado um programa computacional de fluxo de potência baseado no método Newton Raphson. Já para a avaliação econômica da aplicação dos Controladores FACTS foi implementado um fluxo de potência ótimo (FPO) com o método de pontos interiores e prospectivamente foi proposto um FPO adotando algoritmos genéticos. Os Controladores FACTS estudados foram aplicados aos sistemas de teste IEEE de 30 barras, IEEE de 118 barras e uma configuração de um sistema de potência real pertencente ao sistema interligado nacional (SIN) brasileiro representado com 2256 barras. A análise dos resultados obtidos nos testes indica que a operação de um SEE que possui FACTS é mais flexível com vantagens, tais como: aumento da transferência de potência nas linhas, possibilidade de inversão de fluxo de potência nas linhas, um melhor controle de tensão nos barramentos remotos e redução do custo de operação mantendo as restrições de operação impostas e fixando tanto as tensões em barras quanto os fluxos de potência nas linhas.

Electrical transmission and distribution systems of most concern are based on keeping system working within its operational thresholds considering as little loss as possible. For this purpose, several electrical and electronics equipments, mostly automatic ones have been used, including voltage regulators, capacitor banks, synchronous compensators and more recently in ongoing researches, FACTS devices (Flexible Alternative Current Transmission Systems), also called D-FACTS (Distributed FACTS), according to some authors, when applied to electrical distribution systems. With FACTS it is possible to get operational thresholds regulation more precisely, because its parameters adjustment is continuous (not discrete) and it is accomplished automaticaly. Considering these issues, this work aims at proposing optimal allocation and ajustment of STATCOM (Static Synchronous Compensator), SSSC (Static Synchronous Series Compensator) and UPFC (Unified Power Flow Controller) devices in distribution systems in order to minimize technical losses. For its accomplishment, genetic algorithms were used for their acknowledged efficacy at solving optimization problems in electrical systems. The load flow program here developed uses Power Summation Method (PSM) for its best performance at distribution systems. Mathematic models of devices were presented in details so that the inclusion of PSM controllers has been established. The proposed algorithm was applied to 34, 37, 66 and 104 nodes test feeders and systems were simulated with and without FACTS devices so as to enable comparison. / Em sistemas elétricos de transmissão e distribuição, grande parte das preocupações está em manter o sistema operando dentro de seus limites operacionais com a menor parcela de perdas possível. Para esse fim, vários equipamentos elétricos e eletrônicos, grande parte automatizados, são usados. Entre eles, estão os reguladores de tensão, bancos de capacitores, compensadores síncronos e, mais recentemente em estudos, os dispositivos FACTS (Flexible Alternative Current Transmission Systems), também chamados por alguns autores de D-FACTS (Distributed FACTS) quando aplicados em sistemas de distribuição de energia elétrica. Com os FACTS é possível obter-se uma regulação mais precisa dos limites operacionais do sistema elétrico, pois o ajuste de seus parâmetros é contínuo (e não discreto) e realizado de forma automática. Neste trabalho, propõe-se realizar a alocação e ajuste ótimos dos dispositivos STATCOM (Static Synchronous Compensator), SSSC (Static Synchronous Series Compensator) e UPFC (Unified Power Flow Controller) em sistemas de distribuição de modo a minimizar as perdas técnicas. Para isso, são utilizados algoritmos genéticos por sua já conhecida eficácia em problemas de otimizaçãoem sistemas elétricos. O programa de fluxo de carga desenvolvido utiliza o Método da Soma de Potências (MSP), por seumelhor desempenho em sistemas de distribuição. Os modelos matemáticos dos dispositivos foram apresentados detalhadamente, de forma que a inclusão dos controladores no MSP foi claramente estabelecida. O algoritmo proposto foi aplicado em alimentadoresteste de 34, 37, 66 e 104 barras e os sistemas foram simulados com e sem a presença dos dispositivos para efeito de comparação.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Raimundo Nonato Diniz.pdf: 3599082 bytes, checksum: 5e6a5df5d6046a848205e71a3d63c95f (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work the influence of FACTS (Flexible AC Transmission Systems) Controllers and power system stabilizers (PSS) on electromechanical stability of electrical power systems (EPS) is analyzed considering their technical and economic impact in the operation and planning. FACTS Controllers most employees in practical applications were considered in this study, the Static VAr Compensator (SVC) and Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC), in addition to the PSS. For the technical and economic evaluation of the impact of FACTS and PSS in power systems a methodology based on indices of electromechanical small-signal and transient stability has been developed. Software packages PacDyn and ANATEM, including ANAREDE, all produced by CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica), were used to analyze the technical impact of SVC, TCSC and PSS on electromechanical stability enhancement. The economic analysis was based on the use of software package PSAT (Power Systems Analysis Toolbox). As part of the technical evaluation, coordination and tuning of the parameters of PSS and FACTS Controllers were conducted using artificial intelligence techniques in order to obtain the best optimal values. The proposed methodology was applied to test systems and a configuration of the Brazilian Interconnected System (SIN - Sistema Interligado Nacional) modeled with 50 generators and 616 buses. / Neste trabalho é analisada a influência dos Controladores FACTS (Flexible AC Transmission Systems) e dos estabilizadores de sistemas de potência ou PSS (Power System Stabilizers) na estabilidade eletromecânica dos sistemas de energia elétrica (SEE), considerando o seu impacto técnico e econômico na operação e planejamento. Os Controladores FACTS mais empregados na prática foram considerados nesta pesquisa, o compensador estático de potência reativa ou SVC (Static VAr Compensator) e o capacitor série controlado a tiristores ou TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor), além dos PSS. Para a avaliação técnico-econômica do impacto dos FACTS e PSS nos SEE foi desenvolvida uma metodologia baseada em índices de estabilidade eletromecânica a pequenas perturbações e de estabilidade transitória. Na análise técnica foram utilizados os programas PacDyn e ANATEM, além do ANAREDE, todos desenvolvidos pelo CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica). A análise econômica baseou-se no uso do aplicativo PSAT (Power Systems Analysis Toolbox). Como parte da avaliação técnica a coordenação e sintonização dos parâmetros dos PSS, SVC e TCSC foram conduzidas utilizando métodos de inteligência artificial de forma a obter os melhores valores ótimos. A metodologia proposta foi aplicada a sistemas teste e a uma configuração do Sistema Interligado Nacional (SIN) modelado com 50 geradores e 616 barras.