A automatização dos sistemas de distribuição de energia e a integração de energias renováveis são duas importantes iniciativas atuais em sistemas elétricos de potência. A redução no impacto ambiental e o baixo custo comparado às grandes plantas convencionais são fatores que motivam a conexão da geração distribuída nos sistemas de distribuição. Apesar dos benefícios ambientais e econômicos obtidos com esta nova tecnologia, esta pode influenciar na operação do sistema, conduzindo a impactos técnicos que devem ser identificados. O impacto mais visível encontra-se na alteração do fluxo de potência. O alto nível de geração distribuída altera a natureza das redes de distribuição, de redes passivas, com um único sentido de fluxo de potência, para redes ativas, onde a potência flui em vários sentidos. Por conseqüência, a magnitude e a direção das correntes de falta no sistema também são modificadas. Este fato requer um ajuste dos sistemas de proteção, os quais são geralmente concebidos para operar em uma rede puramente passiva. Diversas abordagens sobre localização de faltas fundamentadas na impedância para sistemas radiais foram apresentadas em anos recentes na literatura. Estas técnicas apresentam limitações quando aplicadas a sistemas de distribuição com a presença da geração distribuída. Algumas técnicas de localização de faltas fundamentadas na impedância de seqüência positiva foram recentemente desenvolvidas a fim de incluir a presença da geração distribuída. No entanto, os sistemas de distribuição são inerentemente desequilibrados e esta característica diminui a exatidão das técnicas baseadas nas componentes modais ou de seqüência. Motivado por estes fatos, o presente trabalho ilustra os desenvolvimentos propostos em uma metodologia de localização de faltas baseada na impedância aparente utilizando a representação do sistema por coordenadas de fase. O algoritmo propõe um modelo ativo do sistema caso a falta ocorra a montante da geração distribuída, estimando a contribuição de corrente da extremidade remota da seção faltosa. Além disso, este trabalho fundamenta-se na análise pré-falta do sistema, utilizada para a determinação das impedâncias equivalentes e para a estimativa da tensão interna da máquina. O método considera a tensão interna da máquina constante entre os períodos pré-falta e durante a falta, a fim de estimar a corrente de falta do gerador, possibilitando a atualização correta das tensões e correntes faltosas do sistema. A análise numérica é realizada através de simulações computacionais em um alimentador teste sem a presença de ramificações laterais sob diferentes níveis de geração distribuída. Os resultados são comparados com técnicas atuais que compõem o estado da arte de localização de faltas a fim de avaliar o impacto da geração distribuída nas referidas metodologias. Com base nesses resultados é possível apresentar algumas melhorias obtidas através das extensões propostas. / The automation for power distribution systems and integration of renewable energy are two important current initiatives on electric power systems. The reduction in environmental impact and low cost compared to large conventional plants are factors that motivate the connection of distributed generation in distribution systems. Despite the environmental and economic benefits obtained with this new technology, this can affect the system operation, leading to technical impacts to be identified. The most visible impact is the change in the power flow. The high level of distributed generation changes the nature of distribution networks, from passive networks with a single direction of power flow, for active networks, where power flows in various directions. Consequently, the magnitude and direction of fault currents in the system are also modified. This requires an adjustment of the protection systems, which are generally designed to operate in a purely passive network. Several approaches to fault location based on impedance to radial systems were reported in the literature. These techniques have limitations when applied to distributed generation systems. Some recent positive-sequence impedance based fault location algorithms have been developed to consider the presence of distributed generation. However, the distribution systems are inherently unbalanced and this reduces the accuracy of modal or sequence components based techniques. Motivated by these, this presents proposed developments on a apparent impedance-based fault location methodology using the system representation by phase coordinates. The algorithm proposes an active system model if the failure occurs forward to the distributed generation, estimating the contribution of current from the remote end section of the fault. Moreover, this work is based on analysis of the pre-fault system, used to determine the equivalent impedances and to estimate the machine internal voltage. The method treats the machine internal voltage as constant between the pre and the fault period, in order to estimate the fault current infeed by generator. Numerical analysis is carried out through computer simulations on a test feeder without the presence of ramifications at different levels of distributed generation. The results are compared with current techniques that make up the state of the art of fault location in order to assess the impact of distributed generation in these methodologies. Based on these results it is possible to make some improvements resulting from the proposed extensions.

Este documento apresenta o desenvolvimento de um modelo computacional para prover informações aos tomadores de decisão frente as alternativas de investimentos na expansão das redes de distribuição. Estas redes, por estarem localizadas em áreas urbanas e rurais, apresentam variadas topologias e número elevado de equipamentos na sua composição, dificultando a análise técnica e econômica diante do número elevado de variáveis envolvidas. O método proposto inclui a avaliação dos principais fatores que tem influência na qualidade da energia, incluindo os índices de confiabilidade. Adicionalmente, aspectos relacionados com os custos financeiros e eficiência são considerados para diferentes condições de operação. As decisões são feitas considerando o desempenho dos transformadores e requisitos exigidos em normas de confiabilidade da agência reguladora do sistema elétrico. Perda de vida em transformadores, perdas técnicas, níveis de tensão e fator de utilização são avaliados em conjunto com a confiabilidade no fornecimento de energia, a fim de combinar os resultados destes critérios com indicadores financeiros. O resultado é a obtenção de indicadores individuais e coletivos que facilitam a tomada de decisão no direcionamento de investimentos a curto e médio prazo, proporcionando de maneira prática e fácil a comparação entre alimentadores, subestações ou mesmo regiões que compõem um sistema de distribuição. Por fim, para verificação do método, realiza-se um estudo de caso num sistema de distribuição real onde são analisados e discutidos os resultados. / This document aims to present the development of a computational model to provide information for decision-making toward the alternatives of investments in distribution system planning. These networks, as they are located in urban and rural areas, can present varied topologies and large numbers of equipment in its arrangement, making it difficult in performing technical and economic analysis due to the large number of variables involved. The proposed method includes the evaluation of main factors that have influence on power quality, including the reliability indexes. Additionally, aspects related to economic costs and energy efficiency are considered for different operating conditions. The decision is made taking into account the performance of medium voltage transformers and distribution system reliability standards of Regulatory Agency requirements. Loss of life in transformers, technical losses, voltage levels, and utilization factor are assessment together with continuity and availability of power supply in order to combine the results of these criteria with financial indicators. The result is the achievement of individual and collective indicators that facilitate decision making in directing investments in the short and medium term, providing a practical and easy way to compare feeders, substations or even regions that comprise a distribution system. The methodology is applied in a real distribution system, and the result are analyzed and discussed.

O presente trabalho apresenta uma abordagem estendida para o diagnóstico de faltas em sistemas subterrâneos de distribuição de energia. O esquema proposto desenvolve modificações às técnicas de localização de defeitos em sistemas de distribuição aéreos baseadas no cálculo da impedância aparente, adaptando-as para a aplicação em alimentadores primários de topologia subterrânea. Sistemas subterrâneos estão associados à alta confiabilidade, com índices reduzidos de interrupção devido a suas características construtivas, que impedem a ocorrência de perturbações devido a fenômenos climáticos, mecânicos ou humanos. No entanto, as falhas em cabos subterrâneos são tipicamente permanentes, exigindo a substituição da seção de linha defeituosa para o restabelecimento do sistema. De forma distinta às redes aéreas, onde a localização de defeitos pode ser realizada por meio de inspeções visuais, a topologia subterrânea impossibilita a utilização desta abordagem. Embora o processo de digitalização dos esquemas de proteção de alimentadores primários tenha incentivado o desenvolvimento de inúmeras metodologias para a localização de defeitos em redes de distribuição aéreas, características típicas de redes de distribuição subterrâneas não foram contempladas. Nestes sistemas, a aplicação das técnicas desenvolvidas para sistemas aéreos resulta em estimativas errôneas da distância da falta. O esquema proposto visa a superar esta deficiência dos algoritmos de localização tradicionais, adaptando-os às características típicas de redes de distribuição subterrâneas. A formulação desenvolvida se baseia no cálculo da impedância aparente, o qual poderá ser incorporado como sub-rotina de relés de proteção de arquitetura digital. Além de disponibilizar a estimativa da distância da falta, o esquema de localização de defeitos proposto obtém uma estimativa das resistências de falta associadas à perturbação. A metodologia utiliza como dados de entrada os sinais de tensão e corrente referentes aos períodos de pré-falta e durante a perturbação, e propõe uma compensação da componente capacitiva, característica típica e não-desprezível de cabos subterrâneos. De modo a contemplar a existência de ramificações laterais, o esquema de localização propõe a utilização de sistemas radiais equivalentes, determinados a partir de rotinas de fluxo de potência trifásico. Tendo em vista o comportamento randômico do carregamento em sistemas de distribuição, a metodologia propõe, ainda, uma análise do perfil de carga durante o período pré-falta. Para possibilitar uma análise da eficiência do método proposto, testes comparativos com uma técnica de localização de defeitos para redes de distribuição de topologia aérea recentemente proposta foram realizados. De modo a validar o esquema de localização de defeitos proposto, foram executadas inúmeras simulações computacionais a partir de dados reais de um alimentador subterrâneo. O desempenho do esquema de diagnóstico de faltas foi avaliado frente aos aspectos de: resistência de falta, distância da falta, ângulo de incidência de falta, existência de cargas desequilibradas e variações no carregamento do sistema. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade da aplicação da metodologia proposta para a localização de defeitos em sistemas de distribuição subterrâneos. / This work presents an extended approach for underground power distribution system fault location. The scheme develops modifications in the proposed impedance-based fault location techniques for overhead distribution systems, adapting it for underground feeders. Under-ground systems are associated to high reliability, with low interruption rates due to its con-struction characteristics, which avoid the fault occurrence from climatic, mechanics or human interference. However, the underground cables damages are typically permanent, requesting the damaged line section substitution before system restoration. Fault location on overhead systems can be assisted by visual inspection, on underground system, this approach can not used. Although the primary feeder protection scheme's digitalization process has stimulated the development of several fault location schemes for overhead feeders, typical underground's system characteristics were not considered. In these systems, the application of the techniques used on overhead systems results in erroneous fault distance estimates. The proposed methodology aims to overcome this limitation of traditional fault location algorithms, adapting it to the typical underground systems characteristics. The proposed formulation is based on the apparent impedance calculation, and can be included as a sub-routine in digital protection relays. Besides the fault distance estimates, the fault diagnosis scheme also calculates the fault resistances associated to each disturbance. The fault location scheme uses as input data the voltage's and current's signals before and during the fault, and also proposes a capacitive current compensation. The fault location technique also proposes the usage of equivalent radial systems, calculated through three-phase load flow techniques, to allow the algorithm coverage on laterals and sub-laterals. Due to the random load profile of distribution systems, the technique develops a load profile analysis during the pre-fault period. In order to provide efficiency analysis of the proposed formulation, comparative testes with a recently proposed fault location technique was realized. To validate the proposed fault location algorithm, several fault simulations were executed using real underground feeder data. The proposed fault location scheme performance was evaluated considering the following aspects: fault resistance, fault distance and inception fault angle. Also, the methodology was analyzed considering different load profiles, including unbalanced loads and load variation. The obtained results demonstrate the applicability of the proposed formulation for fault location in underground distribution systems.

Uma das principais metas das empresas concessionárias é fornecer energia a seus clientes de forma continua, confiável e com baixo custo. A qualidade do serviço de distribuição de energia é fiscalizada por órgãos reguladores do setor elétrico, sendo quantificada por métricas como o indicador de confiabilidade SAIDI (System Average Interruption Duration Index). A melhoria da confiabilidade dos sistemas de distribuição de energia elétrica é um assunto em destaque atualmente, tendo em vista a necessidade de um suprimento de energia cada vez mais confiável, para evitar as perdas econômicas que ocorrem com as interrupções. Neste contexto, este trabalho apresenta uma contribuição para a solução do problema de restabelecimento de sistemas de distribuição. A abordagem consiste no desenvolvimento de um modelo analítico de otimização, cujo objetivo principal é determinar a localização das chaves de manobras na rede que possibilite o restabelecimento efetivo da carga no período pós-falta. A viabilidade do restabelecimento é considerada através de restrições que garantem níveis adequados das tensões nas cargas, bem como a limitação da sobrecarga das linhas e as capacidades de reserva dos alimentadores adjacentes. A modelagem destas restrições é efetuada através de uma versão linear do fluxo de potência em termos das injeções nodais de correntes. As equações que descrevem o fluxo de potência são formuladas como funções das localizações das chaves de manobras no alimentador. A confiabilidade é caracterizada em termos da duração média das interrupções sustentadas, mensurada pelo indicador SAIDI. Visando à maior precisão na representação do efeito das faltas sobre a confiabilidade do alimentador, a metodologia agrega um modelo existente na literatura para alocação dos dispositivos de proteção de forma simultânea às chaves de manobras. A alocação dos dispositivos de proteção e manobras é sujeita a restrições técnicas e econômicas. Para resolver o modelo de otimização não-linear inteira mista, é usada uma técnica de otimização de uso geral, baseada no algoritmo Branch-and-Bound. Assim, metodologia permite a otimização determinística da confiabilidade do alimentador, garantindo o nível ótimo de confiabilidade e a racionalização dos investimentos por parte das concessionárias. Um estudo de caso é apresentado para avaliar a efetividade da metodologia na otimização da confiabilidade de um alimentador de distribuição real. / One of the main goals of utility companies is to provide energy to its customers continuously, reliably and cost effectively. The quality of power distribution service is supervised by regulators of the electricity sector, being quantified by metrics such as the reliability index SAIDI (System Average Interruption Duration Index). Improving the reliability of electricity distribution systems is a key issue nowadays, in view of the need for an increasingly reliable power supply in order to avoid the economic losses due to interruptions. In this context, this work presents a contribution to solve the distribution systems restoration problem. An analytical model is developed to determine locations of the sectionalizing switches in order to restore the system loads in the post-fault period. Restoration feasibility is considered by constraints that ensure adequate voltage levels on the system loads, emergency capacity of support feeders as well as line overloads. Constraints modeling is performed by a linear power flow based on current injection approach. Power flow equations are formulated as functions of switches locations. Reliability is considered in terms of average interruption durations measured by the SAIDI index. Aiming to a greater precision in representing the reliability impact of faults, the methodology aggregates a model from the literature for simultaneous allocation of protective devices and switches. Protective devices and switches allocation is subject to technical and economical constraints. The proposed model is solved by a general-use optimization technique, based on the branch-and-bound method. The proposed methodology makes possible the deterministic optimization of distribution reliability, as well as to rationalize investments of electric utilities. A case study is presented to evaluate the effectiveness of reliability optimization of a real distribution feeder.

A Internet tem se tornado uma plataforma importante para interação e compartilhamento de arquivos, o que motivou uma crescente demanda por serviços eficientes. Sistemas de distribuição de conteúdo (CDS) precisaram ser criados visando modernidade e robustez. No contexto desta tese, CDS são definidos como sistemas usados para compartilhar qualquer tipo de conteúdo na Internet. Duas categorias de CDS se destacam como as mais populares: compartilhamento de arquivos e sistemas de mídia contínua. Arquiteturas par-a-par (P2P) surgiram como potenciais soluções para o aprimoramento da disseminação de conteúdo nos CDS. Nesse contexto, a popularização das arquiteturas P2P motivou a comunidade científica a investigar alguns aspectos de pesquisa desafiadores, e.g., otimização de topologias de redes, mecanismos de inicialização de sistemas e serviços de descoberta de recursos. Um desafio com interesse especial a esta tese diz respeito a mecanismos para conciliar a preferência dos usuários aos conteúdos publicados. Esse aspecto é importante para garantir uma boa qualidade de experiência (QoE) aos usuários dos sistemas, uma vez que podem existir divergências entre opiniões na descrição dos conteúdos e ações maliciosas. Esforços de pesquisa constantes têm sido feitos para combater poluição de conteúdo em CDS. Abordagens buscam construir uma base de conhecimento sobre poluidores e conteúdos poluídos para identificar e isolar conteúdos suspeitos depois que eles são publicados. Entretanto, o tempo de reação dessas abordagens até considerar um conteúdo poluído é consideravelmente longo, permitindo uma ampla disseminação de poluição. Além disso, algumas abordagens anteriores buscam polarizar conteúdos entre poluídos ou não, desconsiderando a intrínseca subjetividade acerca da classificação dos conteúdos compartilhados. O objetivo principal desta tese é propor um mecanismo para prover uma boa QoE aos usuários – agindo proativamente durante as fases iniciais da publicação dos conteúdos – e reduzir os efeitos de interferências maliciosas. Para alcançar tal objetivo, três passos principais guiaram o trabalho de pesquisa apresentado nesta tese. Primeiro, propusemos uma estratégia inovadora que opera de forma conservadora para conter a disseminação de poluição. Segundo, estendemos nossa solução para lidar com a subjetividade acerca das descrições dos conteúdos. Terceiro, tratamos o ataque de poluição como um ataque massivo. Para avaliar a solução, experimentos foram executados utilizando testes reais e simulações. Resultados ressaltaram a importância de adotar medidas de segurança para combater comportamentosmaliciosos em CDS. Na ausência de mecanismos de contramedida, pequenas proporções (10%) de atacantes foram capazes de comprometer o sistema. A instanciação da estratégia conservadora proposta nesta tese demonstrou a eficácia em atrasar usuários para contornar ataques massivos. / The Internet has become a large platform where users can interact and share personal files or third-party productions. Considering the increasing demand for efficient content sharing, modern and robust content distribution systems (CDS) need to be deployed and maintained. In the context of this thesis, CDS are defined as systems used for sharing any kind of content on the Internet. Two categories of CDS are underscored as the most popular ones: file sharing and streaming systems. Peer-to-peer (P2P) architectures have emerged as a potential solution to improve content dissemination in CDS. The popularization of P2P architectures, in the context of CDS,motivated the scientific community to investigate some challenging problems, namely network topology optimization, bootstrap mechanisms, and service discovery. One particular interesting challenge, in the context of this thesis, is related to mechanisms to approximate users to their personal interests. This is important to guarantee good quality of experience (QoE) to users when searching for content. Imprecise descriptions are likely to happen due to different users’ opinion or malicious behavior. Substantial research has been carried out to fight content pollution in CDS. Proposed approaches try to identify and isolate suspicious content after publication. The rationale is to build a base of knowledge about polluters and fake content. However, the reaction time until a content is considered polluted is considerably long, which allows pollution to get widely disseminated. Furthermore, some previous approaches attempt to polarize contents in either polluted or not, not taking into account the inherent subjectivity behind the evaluation of shared contents. The main objective of this thesis is to devise a mechanism to provide users a good QoE – by acting proactively in the early stages of content distribution life cycle – and reduce the effect of malicious interferences. To achieve that, three main steps guided the research work presented in this thesis. First, we proposed a novel strategy that operates conservatively to avoid wide pollution dissemination. Second, we extended our previous solution to cope with the subjectivity regarding content descriptions. Third, and last, we address the pollution attack as a massive attack. To evaluate our solution, a set of experiments was carried out using both real tests and simulations. Results showed the importance of adopting security measures to mitigate malicious behavior in CDS. In the absence of countermeasure mechanisms, even a small proportion (10%) of attackers was able to subvert the system. The introduction of a conservative strategy in this thesis demonstrated the efficacy of delaying users in circumventing massive attacks.

Orientador: Paulo Morelato França / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T20:11:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_ViniciusJacques_D.pdf: 1756755 bytes, checksum: e845cc09a5de807da958e9792684e777 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Depois da regulamentação do setor elétrico brasileiro, a qualidade no fornecimento de energia ganhou maior importância por parte das concessionárias. Neste contexto, o problema de restauração do serviço tem particular relevância pela relação com a freqüência e duração das interrupções no fornecimento: através de alterações na configuração original da rede, busca-se reduzir a carga não atendida sem deixar de observar as restrições de capacidade dos alimentadores, de queda de tensão nas barras de carga e de radialidade da rede. Considerando o caráter temporário destas manobras, torna-se desejável reduzir o grau de intervenção de modo a facilitar a restauração da configuração original. Nesta tese é considerado o problema multiobjetivo de restauração do serviço que compreende a minimização da carga sem fornecimento e do número de chaves manipuladas. Depois da definição matemática do problema, da revisão da literatura especializada e da descrição de um "framework" para problemas relacionados, são descritas duas heurísticas, uma construtiva e outra de melhoramento. A seguir, apresentam-se duas metaheurísticas para o problema, uma Busca Tabu e um Algoritmo Evolutivo, ambas baseadas em otimização de Pareto. Por fim, por meio de estudos práticos com sistemas de distribuição brasileiros, avalia-se experimentalmente a aplicabilidade das abordagens propostas / Abstract: After the Brazilian electric power market regulation, quality of service became a crucial concern of utilities. In fact, the service restoration has a particular importance since it is closely related to frequency and duration of service interruption: through network reconfigurations, one aims to reduce the non supplied load while respecting constraints like feeder and voltage limits as well as the maintenance of a radial structure. Considering that this emergency state is transitory existing only until the fault is eliminated, it is convenient to reduce the number of switching operations in order to make the return back to the original configuration easy. This work considers the multiobjective service restoration to minimize both the load not supplied and the number of switching operations. After defining the mathematical formulation proposed and presenting the bibliographical survey with the description of a new framework to related problems, two new heuristics are presented, one for constructive search and another one for neighborhood search. Next, two metaheuristics especially developed for the referred problem are described, both based on Pareto optimization. Finally, the effectiveness of these proposed methods are proved in a set of five systems, three of them referring to actual Brazilian systems / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Andre Luiz Morelato França, Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:54:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VieiraJunior_JoseCarlosdeMelo_D.pdf: 1983649 bytes, checksum: 2abfcaa471b650a7138b798950c476a7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Uma das principais funções dos sistemas de proteção de geradores distribuídos conectados em redes de subtransmissão ou de distribuição de energia elétrica é desconectá-los tão logo uma situação de ilhamento seja detectada. O ilhamento ocorre quando parte da rede elétrica é desconectada do restante do sistema da concessionária, mas continua a ser energizada por um ou mais geradores distribuídos conectados a ela, formando um subsistema isolado da concessionária. Esta ocorrência deve ser evitada porque coloca em risco a segurança de pessoas e equipamentos e pode deteriorar a qualidade da energia suprida aos consumidores locais. Neste contexto, esta tese de doutorado propõe novas metodologias para avaliar de forma sistemática e ajustar alguns dos principais relés de proteção anti-ilhamento de geradores síncronos. As técnicas analisadas compreendem os relés de deslocamento de fase ou ¿salto de vetor¿, relés de taxa de variação de freqüência, relés de sub/sobrefreqüência convencionais e os relés de sub/sobretensão convencionais. A aplicação das metodologias desenvolvidas mostrou que elas são ferramentas eficientes para avaliar e determinar o desempenho desses relés quanto à detecção de ilhamentos, auxiliando na seleção dos esquemas de proteção e ajustes mais adequados / Abstract: One of the main functions of distributed generators¿ protection systems is the capability to disconnect the generators immediately after an islanding occurrence is detected. Islanding occurs when a portion of the distribution system is disconnected from the utility grid, yet remains energized by one or more distributed generators connected to it. This operating condition should be avoided because it poses safety risks to utility personnel and equipments as well as it can cause power quality problems to the local costumers. In this context, this thesis proposes new methodologies to systematically evaluate and adjust some anti-islanding techniques applied to synchronous generators. The techniques analyzed are the under/over frequency relays, the rate of change of frequency (ROCOF) relays, the vector surge or vector jump relays and the under/overvoltage relays. The results have shown that the proposed methodologies can be efficient tools to evaluate and to determine the performance of these anti-islanding relays, consequently, they can help protection engineers to select the most proper protection devices and their settings / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_MarcosAntoniodoNascimento_M.pdf: 908712 bytes, checksum: d5cf1733a05a1a20b87eb0c7abf094fb (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A reconfiguração de sistemas de distribuição consiste na alteração da topologia da rede através do fechamento e abertura de chaves instaladas em pontos estratégicos da rede. Normalmente o procedimento é utilizado para fins de isolamento de faltas, minimização de perdas de potência ativa e balanceamento de cargas entre os alimentadores. Esse problema é de difícil resolução devido ao grande número de variáveis envolvidas e das restrições impostas, sendo a restrição de radialidade a de mais difícil representação matemática. O problema pode ser classificado como um problema de programação não linear inteiro misto (PNLIM) e apresenta o fenômeno de explosão combinatorial. Este trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de um algoritmo de Busca Tabu para a reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica tendo como objetivo a maximização da margem de segurança com relação à estabilidade de tensão (ou margem de carregamento). São apresentados resultados para sistemas de 14 barras, 32 barras, 69 barras, 84 barras e os sistemas reais de 135 barras e 202 barras / Abstract: The network reconfiguration consists in modifying the topology of the network through the closing and opening of switches installed in strategical points. The reconfiguration of distribution systems is usually done to isolate faults, minimize real power losses, or to balance the load among feeders. This problem is difficult due to the great number of variables involved and the imposed constraints, being the constraint of radial structure of more difficult mathematical representation. The problem can be classified as nonlinear mixed integer programming problems with combinatorial explosion. The main objective of this work is to develop a Tabu Search algorithm for the reconfiguration of distribution systems for voltage stability margin enhancement. Results for the systems: 14 buses, 32 buses, 69 buses, 84 buses and the real systems 135 bus and 202 bus are presented and discussed. / Mestrado / Sistemas de Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T23:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Meira_PauloCesarMagalhaes_M.pdf: 4399317 bytes, checksum: abd35262b6780f553e52831e63c6947c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Em redes de distribuição, ilhamento ocorre quando parte da rede elétrica é desconectada do restante do sistema da concessionária, mas continua a ser energizada por um ou mais geradores distribuídos conectados a ela. Esta ocorrência deve ser evitada porque coloca em risco a segurança de pessoas e equipamentos. Diversos trabalhos têm sido desenvolvidos na análise do comportamento ilhado e da proteção antiilhamento de geradores síncronos e de geradores não-rotativos conectados via conversores eletrônicos. No entanto, pouca atenção tem sido dada aos casos envolvendo geradores de indução, sejam eles geradores duplamente alimentados ou com rotor tipo gaiola de esquilo. Portanto, o objetivo desta dissertação de mestrado é investigar o comportamento destes geradores durante ilhamentos, bem como analisar a eficiência dos relés baseados em medidas de freqüência e tensão para a realização de proteção antiilhamento. A ferramenta empregada para análise da proteção antiilhamento é a zona de não-detecção, a qual é definida como a região no espaço de desbalanço de potência reativa versus desbalanço de potência ativa em que o sistema de proteção antiilhamento não consegue detectar a situação de ilhamento dentro do tempo especificado. Tais zonas foram obtidas através de numerosas simulações de transitórios eletromagnéticos utilizando o programa PSCAD/EMTDC / Abstract: In distribution systems, islanding occurs when part of the electric system is disconnected from the remaining utility system, but continues to be fed by one or more distributed generators operating in the island. This occurrence should be avoided as it represents a safety risk to equipment and customers. There have been several research papers which analyze the islanding behavior and the anti-islanding protection of synchronous generators and non-rotating generators connected to the grid using electronic converters. Nonetheless, little attention has been spent to analyze the situations involving induction generators, either doubly-fed generators or squirrel-cage generators. Therefore, the objective of this dissertation is to investigate the behavior of these generators during islanded operation, as well as analyze the efficiency of anti-islanding protection schemes based on frequency and voltage relays. The analysis is conducted by using the non-detection zone, which is defined in the active versus reactive power imbalance space where the anti-islanding protection fails. These zones were determined by numerous electromagnetic transient simulations by using the software PSCAD/EMTDC / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-11T10:15:45Z No. of bitstreams: 1 marciodecarvalhofilho.pdf: 1308253 bytes, checksum: ce4bec8646b462983e485a5bcad4f5c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T11:53:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marciodecarvalhofilho.pdf: 1308253 bytes, checksum: ce4bec8646b462983e485a5bcad4f5c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T11:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marciodecarvalhofilho.pdf: 1308253 bytes, checksum: ce4bec8646b462983e485a5bcad4f5c1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho desenvolveu-se uma ferramenta para análise de falhas, sendo os modelos de diversos equipamentos do sistema elétrico considerados de forma detalhada, permitindo a análise multifásica do sistema, representando-o da maneira mais generalizada e realista possível. A metodologia desenvolvida para análise de falhas baseia-se no método de injeção de correntes a n condutores em coordenadas retangulares, onde utiliza-se o método de Newton-Raphson no processo de solução e todas as grandezas são definidas diretamente em coordenadas de fase. A modelagem de todo o sistema elétrico é realizada baseando-se em elementos que compõem as estruturas dos equipamentos em seus modelos, sendo que estes elementos podem estar conectados das mais diversas maneiras. As próprias condições de curto-circuito são modeladas por meio de elementos, conectados em diferentes configurações. Também a inclusão dos controles é feita de forma otimizada. Com a modelagem considerada, o sistema a ser solucionado é o estritamente necessário, e, portanto, a metodologia apresenta-se bastante eficiente. A metodologia também se mostra bastante flexível, pois é capaz de representar equipamentos com qualquer número de condutores nas mais diversas configurações, permitindo representar desequilíbrios, acoplamentos mútuos, sistemas de aterramento e cabos neutros explicitamente, e permitindo modelar diversos tipos de falhas, dentre outras características. Desta forma, a metodologia possibilita análises bastante completas, sendo que a representação do sistema pode ser feita com o nível de detalhe que for possível e desejável em cada situação. A ferramenta desenvolvida é bastante abrangente sendo capaz de simular sistemas equilibrados ou desequilibrados, radiais ou reticulados, diversos tipos de falhas (como curtos-circuitos em derivação, interno e simultâneo, ou abertura série), podendo ser aplicada em sistemas de transmissão, subtransmissão, distribuição, e industriais, inclusive de grande porte. / In this work a tool for fault analysis was developed, and models of many electrical systems equipment were considered in detail, allowing the analysis of multiphase systems by representing it in a more general and realistic way possible. The methodology developed for fault analysis is based on the current injection method in rectangular coordinates, where the Newton-Raphson method is used in the solution process and all quantities are defined directly in phase coordinates. The modeling of the entire electrical system is made based on elements which assemble the structures of equipment in their models, and these elements can be connected in various ways. Even the short circuit conditions are modeled by elements connected in different configurations. Also the inclusion of controls is done optimally. With the considered modeling the system to be solved is the strictly necessary, and therefore, the method shows to be efficient. The methodology is also very flexible because it is able to represent equipments with any number of conductors in many different configurations, allowing the representation of imbalances, mutual couplings, groundings and neutral cables explicitly, and allowing to model various types of faults, among other features. Therefore, the methodology allows fairly complete analysis, and the representation of the system can be made with the level of detail that is possible and desirable in every situation. The tool developed is quite ample being able to simulate balanced or unbalanced, radial or meshed systems, various types of failures (such as shunt short circuits, internal faults, simultaneous fault, and series opening), it can be applied to the transmission, subtransmission, distribution and industrial systems, including large scale systems.