Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Luis Gustavo Wesz da Silva / Resumo: Faltas permanentes em alimentadores de distribuição causam atuação do sistema de proteção interrompendo o fornecimento de energia elétrica aos consumidores. Um número considerável de faltas é ocasionado por animais e vegetação em contato com partes energizadas da linha. A redução do número de desligamentos indevidos provocados pela vegetação pode ser obtida através de um criterioso programa de podas das árvores que estão sob os circuitos alimentadores. Nesta dissertação o problema de programação de podas de árvores sob a rede de distribuição é formulado como um modelo de programação não linear binária dinâmica. Neste modelo busca-se a redução das taxas de faltas devido à vegetação e a alocação otimizada de recursos humanos e financeiros anuais disponíveis pelas empresas distribuidoras para manutenção da vegetação sob a rede, de modo a não violar a restrição de confiabilidade do sistema. O modelo matemático utiliza como parâmetro a taxa de faltas no alimentador devido à vegetação. Desta forma, foram propostas duas metodologias para determinar as taxas de faltas. Em uma dessas metodologias utiliza-se um modelo de crescimento da vegetação para determinar à taxa de falta, e na outra metodologia a taxa de falta é obtida diretamente dos dados históricos de interrupção do alimentador devido á vegetação, e não requer um segundo modelo para relacionar o crescimento da vegetação às taxas de falta. Para solução do modelo matemático é proposto um algoritmo genético dedicado de Chu-Beasley. A metodologia que utiliza a taxa de crescimento da vegetação foi testada em um sistema de distribuição teste composto por 15 alimentadores, e com diferentes tipos de vegetação sob os mesmos, em que deve ser realizado o planejamento anual de manutenção da vegetação. E a outra metodologia que não considera a taxa de crescimento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Permanent outages in distribution feeders cause the action of the protection system, interrupting the electrical energy supply to the consumers. A considerable number of faults in distribution systems are due to animals and vegetation that come in contact with the overhead power lines. The reduction of the number of faults, due to vegetation under the overhead power lines, can be achieved by means of an adequate vegetation maintenance scheduling. In this dissertation, the vegetation maintenance scheduling is formulated as a non-linear binary and dynamic programming model. This model aims to reduce vegetation-related failure rates and to optimize annual human and financial resources available by electrical energy companies for vegetation maintenance, subject to the system reliability constraint. The vegetation-related failure rate is used as a parameter in the mathematical model. In this way, two methodologies for the vegetation-related failure rates were proposed. The first one utilizes a vegetation growth model to determine failure rates. In the second methodology, failure rates are gotten from historical interruption data that occur on the feeder due to vegetation. In this case, a second model to relate the growth of vegetation with a vegetation-related failure rate is not required. To solve the mathematical model a dedicated Chu-Beasley genetic algorithm is proposed. The first methodology was tested in a test distribution system with 15 sections and different vegetation types, under the circuit feeders where the annual vegetation maintenance scheduling must be found. The other methodology was tested in a real system composed of 27 urban feeders in a city inside the São Paulo's state (Brazil) / Mestre

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Coorientador: Marina Lavorato de Oliveira / Banca: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Carmen Lucia Tancredo Borges / Resumo: O problema de Planejamento da expansão de Sistemas de Distribuição (PSD) de energia elétrica apresentado neste trabalho tem como objetivo a construção/recondutoramento de circuitos e construção/repotenciação de subestações de forma otimizada avaliando os custos de construção de circuitos e/ou subestações e de operação do sistema em um horizonte de planejamento pré-estabelecido. Para resolver este problema, uma metaheurística de Busca em Vizinhança Variável (VNS) foi desenvolvida. Inicialmente, foi implementado um Algoritmo Heurístico Construtivo (AHC) para fornecer um ponto inicial de boa qualidade para a metaheurística. A vantagem do algoritmo VNS é sua fácil implementação e adaptação ao problema de PSD além da possibilidade de avaliar diferentes estruturas de vizinhança garantindo adequada exploração do espaço de busca. O algoritmo VNS foi escrito na linguagem de modelagem matemática AMPL onde a cada iteração é resolvido um problema de programação não linear utilizando o solver comercial KNITRO / Abstract: Distribution System expansion Planning (DSP) problem presented in this work aims to build/reconducting circuits and to build/repower substations optimally assessing the cost of building circuits and/or substations and operating system in a horizon planning pre- established. To solve this problem, a metaheuristic Variable Neighbourhood Search in (VNS) has been developed. Initially, a Constructive Heuristic Algorithm (HCA) was implemented to provide a good starting point for the metaheuristic. The advantage of the VNS algorithm is its easy implementation and adaptation to the DSP problem and the opportunity to assess different neighborhood structures ensuring adequate exploitation of the search space. The VNS algorithm was written in mathematical modeling language AMPL where each iteration is solved by a nonlinear programming problem using the commercial solver KNITRO / Mestre

Orientador: José Matheus Yalenti Perosa / Banca: Elias José Simon / Banca: Thais Tostes Graziano / Resumo: O presente trabalho analisou a eficiência de dois sistemas de distribuição de rosas no Estado de São Paulo, a Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais do Estado de São Paulo (CEAGESP) e a Central de Abastecimento - Ceasa Campinas, utilizando como parâmetro as perdas físicas, econômicas e energéticas ocorridas no processo de distribuição. Foram analisadas as estruturas organizacionais predominantes nos dois sistemas, tendo como unidade de análise as transações econômicas realizadas entre distribuidores e varejo, com base no referencial teórico da Economia dos Custos de Transação. As perdas energéticas contribuíram para uma análise da sustentabilidade dos sistemas, em termos energéticos, se colocando como suporte para futuras pesquisas. Também foram analisadas as inter-relações entre os agentes econômicos e entre os diferentes sistemas de distribuição através do referencial teórico da Dependência de Recursos, que estariam interferindo nas perdas e nos arranjos organizacionais dos sistemas. A pesquisa foi realizada com questionários abertos, aplicados aos distribuidores de rosas de corte dos dois sistemas de distribuição, nos diferentes tipos de padronização encontrados no mercado. Os resultados obtidos mostram que no período analisado, 2002 a 2005, o sistema CEAGESP apresentou maiores perdas físicas com 2.007.221,7 dúzias de rosas, o que representa um valor estimado de R$ 12.406.595,89. No sistema de distribuição Ceasa Campinas a perda física foi de 661.629,5 de dúzias de rosas, com valor estimado de R$ 2.918.514,50. Em termos energéticos, as perdas foram de 509.776,7 MJ no sistema CEAGESP e 168.034,8 MJ no sistema Ceasa Campinas. 2 O estudo conclui que as perdas verificadas, nas suas dimensões física, econômica e energética, estão relacionadas não apenas às relações verticais entre os agentes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work analyzed the efficiency of two systems of distribution of roses in the State of São Paulo, the CEAGESP and Ceasa Campinas, using as parameter physical, economic and energetic losses occurred in distribution process. The predominant organizational structures were analyzed in the two systems by having as a unit of analysis the economic transactions that were carried out between deliverers and retail, on the basis of the theoretical referential Transaction Costs Economy. The energetic losses contributed for an analysis of sustentabilidade of the systems, in energy terms, being placed as a support for future research. Also the interrelations had been analyzed between economic agents and the different systems of distribution through theoretical referential of the Dependence of Resources, that would be intervening with losses and in the organizational arrangements of the systems. The research was carried out by applying open questionnaires to deliverers of roses of cut in the two distribution systems, in the different found types of standardization in market. The obtained results show that in the analyzed period, 2002 the 2005, CEAGESP system presented greater physical losses with 2.007.221,7 dozens of roses, that it represents an estimate of R$ 12.406.595,89. In the system of distribution Ceasa Campinas the physical losses were of 661.629,5 of dozens of roses, with estimate of R$ 2.918.514,50. In energy terms, the losses had been of 509.776,7 MJ in CEAGESP system and 168.034,8 MJ in the Ceasa Campinas system. The study concludes that the verified losses, in its dimensions physical, economic and energetic, they are related not only to the vertical relations between the economic agents of each system, determinative in the structure organizational of each 4 one, but also to the horizontal relations and of dependence between same and the among... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Antonio Marcos Cossi / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Walmir de Freitas Filho / Banca: José Antonio Domínguez Navarro / Resumo: O objetivo principal deste projeto é o desenvolvimento de metodologias que indiquem os custos reais de determinados serviços ancilares de geradores distribuídos, e como podem contribuir, com estes serviços, para melhoria da qualidade do fornecimento de energia na distribuição, subtransmissão e até transmissão. Estas metodologias deverão fornecer os custos destes serviços, bem como os benefícios para o sistema elétrico, além de identificar quem e quanto oferece de cada serviço para a operação segura e dentro dos procedimentos preestabelecidos. Para o desenvolvimento dos algoritmos de solução são considerados dois tipos de geração distribuida: geradores distribuídos com variabilidade da fonte primária de energia mínima ou desprezível (microturbinas a gás, pequenas centrais hidrelétricas, geradores em usinas de açúcar e álcool, etc.), e geradores distribuídos que tem forte dependência das variações da fonte primária de energia (principalmente turbinas eólicas e sistemas fotovoltaicos). Este último grupo de geradores precisa de considerações mais elaboradas que incluam as incertezas na geração de energia. Este assunto é tratado através de Simulações de Monte Carlo, Cadeias de Markov e Lógica Fuzzy. Através das Simulações de Monte Carlo são realizados fluxos de potência probabilísticos em múltiplos cenarios, enquanto que com as Cadeias de Markov e a Lógica Fuzzy são descritas as séries de tempo relacionadas com a geração de potência ativa dos geradores distribuídos. Também sãoconsiderados vários objetivos a serem otimizados através de técnicas multiobjetivo, observando principalmente as perdas de potência nas linhas do sistema, os custos de geração dos geradores distribuídos e a estabilidade de tensão ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main objective of this project is to develop methodologies to indicate the real costs of certain ancillary services when they are delivered by distributed generators, and how they can contribute, with these services, to improve the quality of power supply in distribution, subtransmission and even transmission systems. These methodologies should provide the costs of these services and benefits to the electrical system as a whole, and they should also identify who and how much of each service provides for the safe operation and within the pre-established procedures. Two types of distributed generation are considered for the development of solution algorithms: distributed generators with minimal or negligible variability of the primary energy source (gas micro-turbines, small hydroelectric plants, generators in sugar and alcohol plants, etc.), and distributed generators that have strong dependence on variations of the primary energy source (mainly wind turbines and photovoltaic systems). This latter group of generators need more elaborate considerations to include the uncertainties in power generation. This matter is addressed through Monte Carlo Simulations, Markov Chains and Fuzzy Logic. Through Monte Carlo Simulations probabilistic power flows in multiple scenarios are performed, while with Markov Chains and Fuzzy Logic the time series related to the active power generation of distributed generators are described. Several objectives are also considered to be optimized by multi-objective techniques, noting particularly the power losses in the lines of the system, generation costs of distributed generators and voltage stability of the system. The ancillary services considered in this work are reactive power support, reserves for frequency control and secondary frequency control. Reactive power support... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Neste trabalho a metaheurística GRASP é utilizada para resolver o problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica modelado como um problema de programação não linear binário misto. O objetivo é minimizar as perdas de potência ativa do sistema sujeito a restrições físicas e operacionais do sistema de distribuição. As variáveis binárias do problema representam a abertura e/ou fechamento de chaves de interconexão existentes nos ramos do sistema e as variáveis contínuas representam as tensões nodais e ângulos das tensões nodais. Na metodologia utilizada todas as chaves de interconexão do sistema de distribuição estão fechadas no início do processo e a cada passo da fase construtiva do GRASP um ramo é desconectado do sistema e um fluxo de carga é resolvido. Na fase de melhoria, tendo em vista que a solução da fase construtiva é um sistema radial, foi utilizado a cada iteração um fluxo de carga especializado para sistemas radiais. Para garantir que o sistema de distribuição opere de forma radial, foi introduzido na metodologia de solução uma rotina na qual é verificada a formação de laços e a conectividade do sistema em cada iteração das fases de construção e de melhoria local. São apresentados testes realizados utilizando os sistemas de 14, 33, 84,119 e 136 barras para avaliar a eficiência e robustez da metodologia proposta. Os resultados obtidos foram comparados aos resultados encontrados na literatura com o objetivo de validar a proposta deste trabalho / Abstract: In this work the GRASP is used to solve the problem of reconfiguring systems for electricity distribution modeled as a nonlinear programming problem of binary mixture. The goal is to minimize the power losses of the system subject to physical constraints and operating the distribution system. The problem of binary variables represents the opening and/or closing braces interconnecting branches existing in the system and the continuous variables represent the nodal voltages and angles of nodal voltages. In the methodology used to interconnect all the keys of the distribution system are closed at the beginning of the process and every step of the constructive phase of GRASP a branch is disconnected from the system and a load flow is solved. In the improvement phase, given that the solution of the constructive phase is a radial system was used at each iteration a load flow for radial systems specialist. To ensure that the distribution system operates in a radial manner, was introduced into the solution methodology is a routine in which verified the formation of linkages and connectivity of the system in each iteration of the phases of construction and local improvement. Tests are presented using the systems 14, 33, 84, 119 and 136 bus to evaluate the efficiency and robustness of the proposed methodology. The results were compared to results from the literature in order to validate the proposal of this work / Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Coorientador: Marina Lavorato de Oliveira / Banca: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Eduardo Nobuhiro Asada / Mestre

Orientador: Suely Cunha Amaro Mantovani / Banca: Nobuo Oki / Banca: Luis Gustavo Wesz da Silva / Resumo: Atualmente as empresas do setor elétrico deparam-se cada vez mais com as exigências do mercado energético sendo obrigadas a assegurarem aos seus clientes bons níveis de continuidade e confiabilidade no serviço de fornecimento da energia elétrica e também atender os índices de continuidade do serviço estabelecidos pela agência reguladora do setor elétrico (ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica). Para alcançar estes objetivos além de investir na otimização dos seus sistemas de transmissão e distribuição, as empresas responsáveis têm investido na automação de suas operações, buscando alternativas que reduzam os tempos de interrupção por faltas permanentes nos sistemas de potência. Através de informações disponíveis em uma subestação, é possível estabelecer um procedimento para determinar e classificar condições de faltas, localizando o elemento de proteção acionado, e assim fornecer o apoio à tomada de decisão no ambiente de subestações de sistemas de distribuição de energia elétrica. Neste trabalho é proposta uma metodologia que fornece respostas rápidas (controle on line), para detecção e classificação de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica através de informações analógicas disponíveis em uma subestação, tais como amostras de sinais de tensões e correntes na saída dos alimentadores, com uma arquitetura reconfigurável paralela que usa dispositivos lógicos programáveis (Programables Logics Devices - PLDs) -FPGAs e a linguagem de descrição de hardware - VDHL (Very High Speed Integraded Circuit - VHSIC). Para validar o sistema proposto, foram gerados dados de forma aleatória, compatíveis com informações fornecidas em tempo real pelo sistema SCADA (supervisory control and data-acquisition) de uma subestação real. Os resultados obtidos com as simulações realizadas, mostram que a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Currently companies of the energy industry is facing increasingly with the requirements of the energy market are obliged to ensure their customers good levels of continuity in service and reliability of supply of electric energy and also meet the rates of continuity of service established by the agency regulator of the energy industry (ANEEL - National Electric Energy Agency). To achieve these goals than to invest in optimization of its transmission and distribution systems, the companies responsible have invested in automation of its operations, seeking alternatives that reduce the time of interruption by failures in the systems of permanent power. Through information available in a substation, it is possible to establish a procedure for identifying and classifying conditions of absence, finding the element of protection driven, and thus provide support for decision-making within the environment of substations to distribution systems for power. This work is proposed a methodology that provides quick answers (control online), for detection and classification of faults in distribution systems of electric energy through analog information available on a substation, such as samples for signs of tensions and currents in the output of feeders, with an architecture that uses parallel reconfigurable programmable logic devices (Programables Logics Devices - PLDs)-FPGAs and the language of description of hardware - VDHL (Very High Speed Circuit Integraded - VHSIC). To validate the proposed system, data were generated at random, consistent with information provided by the system in real time SCADA (supervisory control and data-acquisition) of a real substation. The results obtained with the simulations conducted, show that the proposed methodology, presents satisfactory results, and times of reasonable answers. / Mestre