Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-08T04:07:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334111.pdf: 781878 bytes, checksum: 4bbafb5ff12690e346a15a023173a67d (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho é apresentado um modelo de despacho ótimo de potência ativa e reativa baseado na minimização do somatório dos desvios quadráticos da potência ativa fornecida pelos geradores, quando estes provêm reativos para o sistema, em relação à potência ativa gerada por estes mesmos geradores quando não precisam gerar reativos. Os desvios quadráticos são ponderados pelos preços marginais das barras, os quais dependem das ofertas dos geradores, e pela capacidade dos geradores. O modelo foi expresso como um problema do Fluxo de Potência Ótimo não-linear de dois níveis. Os objetivos deste trabalho são adaptar o modelo proposto por SENNA (2009) ao caso brasileiro, analisar os resultados obtidos através deste modelo e buscar uma forma alternativa de resolver o problema de otimização de dois níveis. Como técnica de solução, o problema do nível inferior foi modelado como um conjunto de restrições do problema de nível superior. Assim o problema binível tornou-se um problema de otimização de um único nível, que foi resolvido através do método primal-dual de pontos interiores utilizando as condições necessárias de Fritz-John (FJ) normalizadas. Foram feitas simulações para exemplos de 2 e 5 barras e para os sistemas de 30 e 118 barras do IEEE e os resultados numéricos obtidos mostram que a metodologia apresenta bom desempenho.<br> / Abstract : This work presents an optimal active and reactive power dispatch model based on the minimization of the sum of the square deviations of the active power provided by generators, when supplying reactive power, with respect to the active power generation when reactive power generation is not needed. The square deviations are weighted by the bus marginal prices, which depend on the offers made by the generators, and by the generator capacities. The model is expressed as a bilevel nonlinear optimal power flow problem. This bilevel problem is transformed into a single level problem by substituting the optimality conditions of the lower level problem into the upper level one. A normalized set of Fritz-John conditions is used to represent the optimal solutions of the single level problem, and the primal-dual interior point method is employed to obtain its solutions. Simulations were carried out with 2-bus and 5-bus examples, and also with the IEEE 30 and 118-bus test systems, indicating the good performance of the method.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:13:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269101.pdf: 2300727 bytes, checksum: fa4e87cfef963145a9d395b0efa959f9 (MD5) / Esta dissertação apresenta um modelo de despacho ótimo de potência reativa baseado na minimização do custo de oportunidade dos geradores. A representação do custo de oportunidade é simplificada, de forma que o modelo de despacho possa ser expresso como um problema de otimização em dois níveis. Os objetivos do trabalho são analisar os resultados obtidos através do despacho ótimo de potência reativa baseado na minimização do custo de oportunidade e estudar o comportamento desse custo para os diferentes geradores do sistema, analisando a viabilidade do mecanismo de despacho e sua aplicabilidade na operação sob condições de competição na geração. O programa computacional implementado para resolver o problema de otimização em dois níveis tem por base o Método da Substituição, no qual o problema do segundo nível é resolvido analiticamente e substituído por suas condições de Karush-Kuhn-Tucker, transformando o problema de otimização em dois níveis em um problema de apenas um nível. Para garantir que o conjunto de restrições do problema de otimização resultante seja regular, é realizada a substituição das restrições de folga complementar por funções auxiliares diferenciáveis (funções de Fischer-Burmeister). Os resultados numéricos obtidos com um sistema de 2 barras e o sistema teste de 30 barras do IEEE mostram que o modelo fornece soluções coerentes. As soluções mostram claramente a importância de cada gerador no provimento de reativos para o sistema.

Este projeto de pesquisa teve o objetivo de desenvolver uma nova abordagem para a resolução do Fluxo de Potência Ótimo. Para isso, foram obtidos dados teóricos, a partir de um levantamento bibliográfico, que explicitaram os conceitos de otimização aplicados ao sistema estático de energia elétrica. A pesquisa fundamentou-se metodologicamente nos métodos: Newton-Langragiano, Penalidade e Função Barreira Logarítmica de Newton Projetada. Os sistemas de equações resultantes das condições de estacionaridade da função Lagrangiana foram resolvidos pelo método de Newton. Na implementação computacional foram utilizadas técnicas de esparsidade. Foram realizadas estudos para validação e a verificação da abordagem proposta nos sistemas de 3, 14, 30 e 118 barras. / This research project had the objective of developing a new approach for the resolution of the Optimum Power Flow. For this purpose, theoretical data were obtained through a bibliographical survey, which explained the optimization concepts applied to the electrical energy static system. The research was based on the methods: Newton-Lagrangian, Penalty and Projected Newton Barrier Function. The systems of equations resulting from the Lagrangian function stationarity conditions were resolved through the Newton\'s method. In the computational implementation, sparsity techniques had been used. Studies had been carried out for the proposed approach validation and verification in the systems of 3, 14, 30 and 118 buses.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T22:05:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204952.pdf: 2804005 bytes, checksum: 94b70b52563a10be67942fef56368d71 (MD5) / Esta tese tem como objetivo formular matematicamente um problema de Despacho Ótimo de Potência no qual os vários usuários da rede, tais como: transações bilaterais, multilaterais, mercado de curto prazo e empresas concessionárias sejam discriminados para que sua influência na operação seja conhecida. Esse problema pode ser usado na representação de sistemas sob mercado pool, bilateral ou pool-bilateral. O modelo foi desenvolvido com os seguintes objetivos: (i) possibilitar o despacho conjunto da geração associada aos participantes do mercado de energia de acordo com um critério de desempenho e respeitando as restrições físicas e operacionais do sistema e, (ii) fornecer ao operador informações importantes sobre o impacto de cada usuário na operação em regime permanente em termos de perdas de transmissão, fluxos de potência nas linhas, custos fixos ou operacionais associados à transmissão, perfil de tensão do sistema, uso de compensação de reativos e capacidade de transferência de potência. A idéia básica se concentra na representação dos usuários como fontes de corrente ideais. A cada usuário são associados um vetor de tensões de barra e um vetor de injeções de corrente representados em circuitos individuais. As tensões e injeções de corrente totais são obtidas utilizando o Teorema da Superposição, após a resolução de um conjunto de equações de balanço de potência derivadas a partir da alocação das injeções totais de potência entre os usuários de acordo com as próprias injeções de corrente. São apresentados resultados de testes em sistemas de transmissão realistas.

Este projeto de pesquisa teve o objetivo de desenvolver uma nova abordagem para a resolução do Fluxo de Potência Ótimo. Para isso, foram obtidos dados teóricos, a partir de um levantamento bibliográfico, que explicitaram os conceitos de otimização aplicados ao sistema estático de energia elétrica. A pesquisa fundamentou-se metodologicamente nos métodos: Newton-Langragiano, Penalidade e Função Barreira Logarítmica de Newton Projetada. Os sistemas de equações resultantes das condições de estacionaridade da função Lagrangiana foram resolvidos pelo método de Newton. Na implementação computacional foram utilizadas técnicas de esparsidade. Foram realizadas estudos para validação e a verificação da abordagem proposta nos sistemas de 3, 14, 30 e 118 barras. / This research project had the objective of developing a new approach for the resolution of the Optimum Power Flow. For this purpose, theoretical data were obtained through a bibliographical survey, which explained the optimization concepts applied to the electrical energy static system. The research was based on the methods: Newton-Lagrangian, Penalty and Projected Newton Barrier Function. The systems of equations resulting from the Lagrangian function stationarity conditions were resolved through the Newton\'s method. In the computational implementation, sparsity techniques had been used. Studies had been carried out for the proposed approach validation and verification in the systems of 3, 14, 30 and 118 buses.

This Master s Dissertation presents the development of a methodology to optimize the modulation of dispatch of Small Hydro Power Plants (SHPs). The main objective is to minimize the cost of supplying contracts, which comprise both the contracts of energy and the contracts of the use of the transmission and distribution systems by the power utilities. The application of the proposed methodology is technically subject to the operative constraints of the SHPs as well as to the constraints of the substations located in the connection points among utilities and the transmission system. The methodology is also based on the regulation of the Brazilian electrical system. The flow duration curves are taken in order to optimize the dispatch and the load curves from periods of the highest annual demands are considered to represent the distribution system behavior. We used the technique of genetic algorithms to the simulations with real data, from a Brazilian power utility are applied in order to analyze the economic and technical results and then proven the methodology. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para a otimização da modulação do despacho de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), com objetivo de minimizar os custos da contratação do suprimento, que compreende a contratação da energia e a contratação do uso dos sistemas de transmissão e ou distribuição, para as concessionárias de distribuidoras de energia elétrica. A aplicação da metodologia proposta, tecnicamente, está sujeita ao atendimento das restrições operativas das PCHs, bem como, das subestações localizadas no ponto de conexão das distribuidoras com a rede básica. A metodologia leva em consideração a regulação do setor elétrico. Para a otimização do despacho, é considerada a vazão afluente do aproveitamento hidrelétrico das PCHs, obtida a partir da curva de permanência de vazões. Representando o comportamento do sistema de distribuição foi usada a curva de carga, no período em que foi registrada a maior demanda anual. Para validação da metodologia, foi utilizada a técnica de algoritmos genéticos para as simulações com dados reais, de uma distribuidora do sul do Brasil foram utilizados e os resultados técnicos e econômicos foram comprovados.