Esta trabalho apresenta a análise e implementação de uma técnica inteligente, o algoritmo genético (AG), para implementação de unidades de medição fasoriais, denominadas PMUs (Phasor Measurement Units). A disponibilidade dos fasores em diversos pontos de um sistema elétrico de potência (SEP) é importante, tanto para monitoramento quanto para controle, proteção e estudo do sistema. Entretanto, a obtenção de tais fasores só têm sentido se os mesmos possuírem o mesmo referencial no tempo. Este referencial é conseguido através de sinais de satélites GPS (Global Positioning System) que sincronizam as PMUs instaladas nos pontos de interesse. Existe uma vasta quantidade de m´métodos que podem ser utilizados para que, de posse das formas de onda discretizadas de tensão e corrente, estime-se os fasores correspondentes e as frequências locais. Este projeto apresenta os AGs como ferramenta de estimação para a obtenção de uma PMU com todas as vantagens relativas a tais algoritmos. Além disso, uma versão do AG que utiliza menos recursos computacionais , o algoritmo genético compacto (AGc) também será estudado. Um estudo norteado pela norma internacional C37.118 compara o desempenho dos AGs com dois métodos tradicionais de medição fasorial, um baseado na transformada discreta de Fourier e outro baseado em um filtro phase-locked loop. Dados sintéticos e provenientes de simulações são utilizados para avaliar o desempenho dos algoritmos desenvolvidos. Para tirar vantagem da natureza paralela dos algoritmos genéticos, um estudo da implementação do AGc em FPGA (field programmable gate array) utilizando a linguagem VHDL e realizado a fim de estudar a implementação embarcada em PMUs. / This work presents the implementation and analysis of an intelligent technique, the genetic algorithm (GA), for the implementation of phasor measurement units (PMUs). The estimation of phasors in several spots in an electrical power system is important for the monitoring, control, protection and study of this system. However, these phasors must be in a common time reference in order to be usefull. This reference is achieved by using signals provided by the Global Positioning System (GPS) that synchronize the PMUs installed in the system. There are several techniques that can be used to estimate the phasors and local frequency using current and voltage wave signals. This project introduces the GAs as a phasor estimation tool applied to PMUs. Besides that, a version of the GA that demands less computational resources, the compact Genetic Algorithm is studied and implemented. A detailed study is performed using the international standard C37.118 as a guide comparing the GAs with two traditional techniques. The two traditional techniques are based on the DFT (Discrete Fourier transform) and a phaselocked loop filter (PLL). Synthetic and simulated data is used to evaluate the performance of the implemented algorithms. In order to take advantage of the parallel behavior of the genetic algorithms, a study of its implementation in FPGA (field programmable gate array) using the VHDL language is performed to make the genetic algorithms useful in real PMUs.

Esta trabalho apresenta a análise e implementação de uma técnica inteligente, o algoritmo genético (AG), para implementação de unidades de medição fasoriais, denominadas PMUs (Phasor Measurement Units). A disponibilidade dos fasores em diversos pontos de um sistema elétrico de potência (SEP) é importante, tanto para monitoramento quanto para controle, proteção e estudo do sistema. Entretanto, a obtenção de tais fasores só têm sentido se os mesmos possuírem o mesmo referencial no tempo. Este referencial é conseguido através de sinais de satélites GPS (Global Positioning System) que sincronizam as PMUs instaladas nos pontos de interesse. Existe uma vasta quantidade de m´métodos que podem ser utilizados para que, de posse das formas de onda discretizadas de tensão e corrente, estime-se os fasores correspondentes e as frequências locais. Este projeto apresenta os AGs como ferramenta de estimação para a obtenção de uma PMU com todas as vantagens relativas a tais algoritmos. Além disso, uma versão do AG que utiliza menos recursos computacionais , o algoritmo genético compacto (AGc) também será estudado. Um estudo norteado pela norma internacional C37.118 compara o desempenho dos AGs com dois métodos tradicionais de medição fasorial, um baseado na transformada discreta de Fourier e outro baseado em um filtro phase-locked loop. Dados sintéticos e provenientes de simulações são utilizados para avaliar o desempenho dos algoritmos desenvolvidos. Para tirar vantagem da natureza paralela dos algoritmos genéticos, um estudo da implementação do AGc em FPGA (field programmable gate array) utilizando a linguagem VHDL e realizado a fim de estudar a implementação embarcada em PMUs. / This work presents the implementation and analysis of an intelligent technique, the genetic algorithm (GA), for the implementation of phasor measurement units (PMUs). The estimation of phasors in several spots in an electrical power system is important for the monitoring, control, protection and study of this system. However, these phasors must be in a common time reference in order to be usefull. This reference is achieved by using signals provided by the Global Positioning System (GPS) that synchronize the PMUs installed in the system. There are several techniques that can be used to estimate the phasors and local frequency using current and voltage wave signals. This project introduces the GAs as a phasor estimation tool applied to PMUs. Besides that, a version of the GA that demands less computational resources, the compact Genetic Algorithm is studied and implemented. A detailed study is performed using the international standard C37.118 as a guide comparing the GAs with two traditional techniques. The two traditional techniques are based on the DFT (Discrete Fourier transform) and a phaselocked loop filter (PLL). Synthetic and simulated data is used to evaluate the performance of the implemented algorithms. In order to take advantage of the parallel behavior of the genetic algorithms, a study of its implementation in FPGA (field programmable gate array) using the VHDL language is performed to make the genetic algorithms useful in real PMUs.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-04-26T17:51:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Roberto Feliciano Dias Filho .pdf: 9251833 bytes, checksum: 7e69dcb3b5f2477c8820d6366c7e31ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T17:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Roberto Feliciano Dias Filho .pdf: 9251833 bytes, checksum: 7e69dcb3b5f2477c8820d6366c7e31ed (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Neste trabalho, é apresentada uma proposta de algoritmo de estimação fasorial adaptável em frequência (PE-A-GDSC) baseado no método generalizado de cancelamento por sinais atrasados (GDSC). Derivado deste método inédito de estimação fasorial, propõe-se, também, um algoritmo de estimação de impedância, inspirado no relé de distância baseado em componentes simétricas (SCDR), mas modificado, na pesquisa realizada, para adequar-se à formulação vetorial do PE-A-GDSC, o que originou o SCDR-GDSC. A integração do PE-A-GDSC ao SDCR-GDSC constitui uma proposta de modelo computacional de um relé numérico de distância simplificado baseado em GDSC, o SNDR-GDSC. Este relé simplificado baseado no GDSC foi submetido a uma exaustiva análise comparativa de desempenho, via simulação computacional, com um relé de distância simplificado baseado em estimação fasorial por DFT de um ciclo. Posteriormente, o SNDR-GDSC foi embarcado em um microcontrolador para viabilizar a etapa de validação experimental da pesquisa. A fundamentação teórica, modelagens matemática e computacional, projeto, análise de resultados e implementação em hardware do SNDR-GDSC são abordados ao longo dos capítulos. / This work presents the generalized delayed signal cancelation (GDSC) method used for estimating the fundamental frequency symmetrical component phasors (PE-A-GDSC). The referred quantities are used in a simplified model of a numerical distance relay (SNDRGDSC), based on an adaptation of a symmetrical component distance relay (SCDR). The GDSC filtering characteristics allow fast frequency adaptive estimation of sequence components even on abnormal conditions of three-phase systems. For analyzing the proposal, its performance is compared to a simplified DFT-based distance relay to verify its feasibility as a distance protection function. Finally, the SNDR-GDSC is embedded into a micro-controller and exposed to real short-circuit data obtained from the buffer of a digital fault recorder, for evaluating the performance of the hardware implementation.

A medição fasorial sincronizada é utilizada hoje como forma de aprimorar a operação de um Sistema Elétrico de Potência (SEP), empregando unidades de medição fasorial estrategicamente localizadas e instaladas. Estas realizam a aquisição do sinal elétrico e posteriormente a estimação dos fasores de tensão e corrente sincronizados no tempo, os quais indicam o comportamento do SEP em uma localidade específica. Este trabalho multidisciplinar propõe a análise e implementação de um método computacional evolutivo, o Algoritmo Genético Compacto Multiobjetivo (AGCM) aplicado ao problema de medição fasorial, amplamente utilizado por exemplo, no monitoramento de um SEP, comportando-se assim como uma unidade medidora de fasor, ou Phasor Measurement Unit (PMU). O AGCM aqui apresentado tem como principal característica a análise multiobjetiva do problema. Pelo fato de todo SEP ser trifásico, é proposto esta nova abordagem, onde é considerando para a estimação fasorial as três fases de forma conjunta, e não mais estimadas independentemente. Assim o AGCM proposto considera em seu mapeamento genético dos indivíduos, as características do sinais das três fases, diferentemente da abordagem mono-objetivo, onde cada fase do SEP é modelada sobre um indivíduo diferente. Posteriormente para garantir a eficácia do método evolutivo quando em operação em um cenário de tempo real, é proposto uma plataforma de aquisição de dados e processamento, inspirada em trabalhos anteriormente desenvolvidos, permitindo a integração de todos os módulos que formarão um PMU para análise fasorial em tempo real. Aqui um sistema de Global Positioning System (GPS) existente é proposto como forma de sincronismo entre os PMUs, sincronizando uma gama de equipamentos em um única referência de tempo, com a precisão necessária. Para auxiliar na integração dos módulos necessários, uma biblioteca de funções desenvolvida no LSEE será expandida permitindo a execução do método evolutivo diretamente em uma interface Field Programmable Gate Array (FPGA) a qual atuará como um coprocessador genético da plataforma de tempo real. Os resultados aqui apresentados foram obtidos seguindo especificações normativas, através de sinais gerados sinteticamente, e também utilizando o Alternative Transient Program (ATP), permitindo assim ensaios mais realísticos para a validação dos métodos evolutivos. / The synchronized phasor measurement is used today as a way to enhance the operation of an Electric Power System (EPS), using phasor measurement units strategically located and installed. They perform the acquisition of the electrical signal and then, the estimation of the voltage and current phasors, synchronized in time, which indicates the SEPs behavior in a specific location. This multidisciplinary work proposes the analysis and implementation of an evolutionary computing method, the Multibjective Compact Genetic Algorithm (MCGA) applied to the phasor estimation method used in EPS, known as an Phasor Measurement Units (PMUs). The MCGA presented here has as a main characteristic the multiobjective analysis of the problem. Because all EPSs have three phases, this new approach is proposed , which is considering the phasor estimation for the three phases together, instead of doing it for each phase independently.Thus the proposed MCGA includes in its genetic mapping of individuals, the characteristics of the signals of the three phases, unlike the monoobjective where each phase of the Electric Power System (EPS) is modeled using a different individual. In order to ensure the effectiveness of the evolutionary method when operating in a real time scenario, a platform for data acquisition and processing is proposed, inspired by previous work, allowing the integration of all the modules that composes a PMU for real-time phasor analysis. A Global Positioning System (GPS) is proposed as a way to synchronize different PMUs, integrating pieces of equipment in a single time reference, with the precision required. In order to assist in the integration of the required modules, a library of functions developed in the Laboratory of Electric Power Systems will be expanded allowing the execution of the evolutionary method directly on a Field Programmable Gate Array (FPGA) interface, which will act as a genetic co-processor of a real-time platform. The results presented here were obtained following normative specifications, through signals generated synthetically, and also using the Alternative Transient Program (ATP), allowing more realistic tests to validate the evolutionary methods.

Orientador: Prof. Dr. Fabiano Fragoso Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2014. / Este trabalho propõe um algoritmo de estimaçãoo fasorial baseado na versão modificada do algoritmo de mínimos quadrados recursivo. Este algoritmo é adequado para proteção de sistemas de potência, uma vez que sua resposta é rapida e robusta 'a presença da componente dc de decaimento exponencial, que é uma interferência comum em condi¸ções de falta atrasando a convergência da estimativa fasorial. Além disso, esta dissertação também investiga o uso do chamado método de Prony, a fim de auxiliar e acelerar a convergência da estimação fasorial do algoritmo dos mínimos quadrados. O método de Prony determina o decaimento exponencial a ser extraído do sinal analisado. As técnicas desenvolvidas nessa disserta¸c¿ao foram comparadas com o tradicional estimador de Fourier de um ciclo atrav'es de simula¸c¿oes realizadas em Matlab e de experimentos realizados com um processador de sinais e um amplificador de sinais. Os resultados mostram melhorias da t'ecnica proposta em comparação ao algoritmo de Fourier e incentivam futuras pesquisas relacionadas a este assunto. / This work proposes a phasor estimation algorithm based on a modified recursive least-squares. This algorithm is suitable for power systems protection once its response quick and robust to the decaying dc component, which is a most usual interference in fault conditions and delays the phasor estimation convergence. Furthermore, this dissertation also investigates the usage of the so-called Prony¿s method in order to aid and to speed up the least-squares phasor estimation convergence. This method determines the exponential decaying to be extracted out of the analyzed signal. The present developed techniques have been compared with the traditional one-cycle Fourier estimation by simulation performed on Matlab and by experiments accomplished with a digital signal processor and a signal amplifier. The results show improvements of the proposed techniques over the Fourier algorithm and encourage further research in this topic.

A medição fasorial sincronizada é utilizada hoje como forma de aprimorar a operação de um Sistema Elétrico de Potência (SEP), empregando unidades de medição fasorial estrategicamente localizadas e instaladas. Estas realizam a aquisição do sinal elétrico e posteriormente a estimação dos fasores de tensão e corrente sincronizados no tempo, os quais indicam o comportamento do SEP em uma localidade específica. Este trabalho multidisciplinar propõe a análise e implementação de um método computacional evolutivo, o Algoritmo Genético Compacto Multiobjetivo (AGCM) aplicado ao problema de medição fasorial, amplamente utilizado por exemplo, no monitoramento de um SEP, comportando-se assim como uma unidade medidora de fasor, ou Phasor Measurement Unit (PMU). O AGCM aqui apresentado tem como principal característica a análise multiobjetiva do problema. Pelo fato de todo SEP ser trifásico, é proposto esta nova abordagem, onde é considerando para a estimação fasorial as três fases de forma conjunta, e não mais estimadas independentemente. Assim o AGCM proposto considera em seu mapeamento genético dos indivíduos, as características do sinais das três fases, diferentemente da abordagem mono-objetivo, onde cada fase do SEP é modelada sobre um indivíduo diferente. Posteriormente para garantir a eficácia do método evolutivo quando em operação em um cenário de tempo real, é proposto uma plataforma de aquisição de dados e processamento, inspirada em trabalhos anteriormente desenvolvidos, permitindo a integração de todos os módulos que formarão um PMU para análise fasorial em tempo real. Aqui um sistema de Global Positioning System (GPS) existente é proposto como forma de sincronismo entre os PMUs, sincronizando uma gama de equipamentos em um única referência de tempo, com a precisão necessária. Para auxiliar na integração dos módulos necessários, uma biblioteca de funções desenvolvida no LSEE será expandida permitindo a execução do método evolutivo diretamente em uma interface Field Programmable Gate Array (FPGA) a qual atuará como um coprocessador genético da plataforma de tempo real. Os resultados aqui apresentados foram obtidos seguindo especificações normativas, através de sinais gerados sinteticamente, e também utilizando o Alternative Transient Program (ATP), permitindo assim ensaios mais realísticos para a validação dos métodos evolutivos. / The synchronized phasor measurement is used today as a way to enhance the operation of an Electric Power System (EPS), using phasor measurement units strategically located and installed. They perform the acquisition of the electrical signal and then, the estimation of the voltage and current phasors, synchronized in time, which indicates the SEPs behavior in a specific location. This multidisciplinary work proposes the analysis and implementation of an evolutionary computing method, the Multibjective Compact Genetic Algorithm (MCGA) applied to the phasor estimation method used in EPS, known as an Phasor Measurement Units (PMUs). The MCGA presented here has as a main characteristic the multiobjective analysis of the problem. Because all EPSs have three phases, this new approach is proposed , which is considering the phasor estimation for the three phases together, instead of doing it for each phase independently.Thus the proposed MCGA includes in its genetic mapping of individuals, the characteristics of the signals of the three phases, unlike the monoobjective where each phase of the Electric Power System (EPS) is modeled using a different individual. In order to ensure the effectiveness of the evolutionary method when operating in a real time scenario, a platform for data acquisition and processing is proposed, inspired by previous work, allowing the integration of all the modules that composes a PMU for real-time phasor analysis. A Global Positioning System (GPS) is proposed as a way to synchronize different PMUs, integrating pieces of equipment in a single time reference, with the precision required. In order to assist in the integration of the required modules, a library of functions developed in the Laboratory of Electric Power Systems will be expanded allowing the execution of the evolutionary method directly on a Field Programmable Gate Array (FPGA) interface, which will act as a genetic co-processor of a real-time platform. The results presented here were obtained following normative specifications, through signals generated synthetically, and also using the Alternative Transient Program (ATP), allowing more realistic tests to validate the evolutionary methods.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation proposes two methodologies for the phasor estimation on protective relays in Electrical Power Systems. Firstly, a theoretical introduction of signal processing, the structure of a protective relay and phasor estimation algorithms is presented, including some of the algorithms used on the electrical system, as well as the two proposed methodologies. The first one makes use of the concept of curve-fitting, while the other uses Artificial Neural Networks, both with the goal of performing the real-time estimation of the signal amplitude and phase angle. Secondly, it is made a comparative analysis of the two proposed methods with four well-known and currently used algorithms. This comparison is made through the creation of several test signals with different simulation parameters. From these simulations, six performance indexes are used for the quantitative evaluation of each algorithm, from where the most effective method can be determined through the arithmetic mean of these indexes. Lastly, after all the simulation cases have been presented, a summary of the characteristics of each algorithm is made, based in their numerical results. Then, based on the values obtained on each performance index, the strong and weak points are highlighted, as well as the general classification of each method. / Essa dissertação propõe duas metodologias para a estimação fasorial em relés de proteção em Sistemas Elétricos de Potência. Primeiramente é apresentada uma introdução teórica ao processamento de sinais, à estrutura do relé de proteção, e aos algoritmos de estimação fasorial propriamente ditos, incluindo alguns dos algoritmos utilizados no sistema elétrico, assim como as duas metodologias propostas. A primeira delas faz uso do conceito de ajuste de curvas, enquanto que a segunda utiliza Redes Neurais Artificiais, ambas com o objetivo de realizar a estimação da amplitude e ângulo de fase de um sinal em tempo real. Em um segundo momento, é feita a análise comparativa dos dois métodos propostos com quatro algoritmos bastante conhecidos e utilizados nos relés numéricos. A comparação é feita através da criação de diversos sinais de teste com diferentes parâmetros de simulação. A partir dessas simulações, são usados seis índices de desempenho para a avaliação quantitativa de cada algoritmo, de onde, a partir da média aritmética destes índices, pode-se determinar o método mais eficaz para cada caso. Por fim, após todos os testes terem sido realizados, com base em seus resultados numéricos, é realizada uma condensação das características de cada algoritmo. Com base nos valores obtidos em cada índice de desempenho, são destacados os pontos fortes e fracos, bem como a classificação geral de cada método.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-12-22T11:06:45Z No. of bitstreams: 1 rodrigovianello.pdf: 847018 bytes, checksum: 7ad17011832e8156b0fa361091a1375a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-12-22T12:53:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigovianello.pdf: 847018 bytes, checksum: 7ad17011832e8156b0fa361091a1375a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T12:53:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigovianello.pdf: 847018 bytes, checksum: 7ad17011832e8156b0fa361091a1375a (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho apresenta a proposição de duas metodologias inovadoras no campo da estimação fasorial. A primeira delas propõe a estimação do fasor da componente fundamental na presença de harmônicos e decaimento CC exponencial e é baseada na aplicação de filtros DFT (Discrete Fourier Transform) e de alguns métodos de processamento de sinais, tais como janelamento, modulação e DTFT (Discrete Time Fourier Transform). A segunda metodologia também propõe a estimação do fasor da componente fundamental, mas em um cenário mais complexo onde estão presentes no sinal, além dos harmônicos e decaimento CC exponencial, as oscilações subsíncronas. Esta metodologia é baseada na aplicação de redes neurais artificiais e de alguns métodos de processamento de sinais. Ambas as metodologias foram avaliadas frente a métodos tradicionais de estimação fasorial e apresentaram desempenhos superiores na presença de ruídos. / Thisthesispresents thepropositionoftwonovelmethodsin thefieldofphasor estimation. The first proposes to estimate the phasor of the fundamental component in the presence of harmonicsandexponentialdecayingDC.ThismethodologyisbasedontheapplicationoffiltersDFT (Discrete Fourier Transform) and some methods of signal processing such as windowing, modulation and DTFT (Discrete Time Fourier Transform). The second approach also proposes to estimate the phasor of the fundamental component, but in a more complex scenario formed for harmonics, exponential decaying DC and the sub-synchronous oscillations . This methodology isbasedontheapplicationofartificialneuralnetworksandsomemethodsofsignalprocessing. Both methods were evaluated against traditional methods of phasor estimation and the simulations showed that the two proposed methods were more accurate then others in presence of noise.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-12T19:44:42Z No. of bitstreams: 1 brunomontesanoschettino.pdf: 4192681 bytes, checksum: 0df0705f39a6ff58697ec7dc00759256 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:29:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brunomontesanoschettino.pdf: 4192681 bytes, checksum: 0df0705f39a6ff58697ec7dc00759256 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brunomontesanoschettino.pdf: 4192681 bytes, checksum: 0df0705f39a6ff58697ec7dc00759256 (MD5) Previous issue date: 2015-12-08 / Este trabalho propõe um método para detectar a saturação dos núcleos dos transformadores de corrente (TCs) utilizados na proteção de sistemas elétricos de potência (SEPs), além de promover a compensação de seus efeitos através da correção do sinal de corrente secundária distorcido pela saturação. Técnicas de processamento de sinais baseadas no filtro diferenciador de segunda ordem de Savitzky-Golay são utilizadas para localizar os pontos de transição entre partes do sinal de corrente distorcidas e não distorcidas pela saturação. Em seguida, um processo de estimação baseado no critério dos mínimos quadrados que utiliza exclusivamente amostras do sinal contidas nas regiões não distorcidas é efetuado, extraindo os parâmetros necessários à promoção da correção do sinal. As influências do ruído e dos desvios de frequência de operação do SEP foram analisadas, tendo sido desenvolvidos e incorporados meios adaptativos para mitigar seus efeitos. Os algoritmos desenvolvidos foram implementados em MATLAB e a avaliação de desempenho foi realizada utilizando sinais extraídos de simulações de falta ocorridas em um sistema modelado em um simulador digital em tempo real (RTDS). Os resultados indicaram que o método proposto atingiu desempenho satisfatório, independente dos parâmetros do TC e dentro de uma ampla gama de cenários da falta analisados. Além disso, o método mostrou-se robusto em relação ao ruído e eficiente na mitigação dos erros provocados pelos desvios de frequência. Ainda, os recursos técnicos e computacionais necessários para sua execução indicam que o método proposto é passível de implementação nos atuais dispositivos de proteção disponibilizados pela indústria. / This work proposes a method for detecting the saturation of the current-transformer cores used in the protection of electric power systems and promote the compensation for its effects by correcting the secondary current signal distorted due to the saturation. Signal processing techniques based on the second order differentiator Savitzky-Golay filter are used for locating the transition points between distorted and undistorted parts of the current signal. Then, an estimation process based on the least squares criteria that uses exclusively signal samples included in the undistorted regions is performed, extracting the parameters needed for the signal correction. The influences of the noise and the frequency offset were analysed, and adaptive means to mitigate their effects were developed and incorporated. The developed algorithms were implemented in MATLAB and performance evaluation was performed using the signals taken from fault simulations in a system modeled on a real time digital simulator (RTDS). The results indicated that the proposed method reaches a satisfactory performance, regardless of the CT parameters and within a wide range of analysed fault scenarios. Moreover, the method showed to be robust relative to the noise and effective in mitigating the errors due to the frequency offsets.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-04-10T14:04:24Z No. of bitstreams: 1 renatoribeiroaleixo.pdf: 11717772 bytes, checksum: 92418eff47ec8bfa0e099a19d849c068 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-04-10T14:22:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 renatoribeiroaleixo.pdf: 11717772 bytes, checksum: 92418eff47ec8bfa0e099a19d849c068 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T14:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 renatoribeiroaleixo.pdf: 11717772 bytes, checksum: 92418eff47ec8bfa0e099a19d849c068 (MD5) Previous issue date: 2018-03-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem como objetivo a proposta de uma Unidade de Medição Fasorial (do inglês, Phasor Measurement Unit)(PMU), de baixo custo, voltada para o monito-ramento da distribuição de energia elétrica. O medidor proposto pode ser conectado à rede de baixa tensão, possibilitando assim o monitoramento dos sistemas de dis-tribuição e transmissão de energia. O algoritmo de estimação fasorial que compõe o software embarcado do equipamento faz uso do filtro Savitzky-Golay como aproxima-ção da derivada, necessária no processo de estimação da frequência do componente fundamental do sinal. O hardware utilizado é composto pelo microprocessador ARM TM4C1294NCPDT da Texas Instruments, um módulo GPS NEO-6M da uBlox, um módulo Wi-Fi ESP8266, além de um circuito de condicionamento do sinal analógico. O sincronismo das medições realizadas é garantido graças ao sinal composto por um pulso por segundo fornecido pelo GPS. Para o envio dos dados gerados pelo medidor pro-posto, o protocolo definido na norma vigente para PMUs foi utilizado. As estimações podem ser armazenadas e vizualizadas em tempo real através de um software monitor de dados de sincrofasores. Os resultados contemplam os testes exigidos pela norma, avaliando-se o erro total da estimação do fasor, o erro de frequência e o erro de taxa de variação da frequência. Por último, a fim de se reafirmar o sincronismo existente entre as medições realizadas por mais de um equipamento, estimou-se os fasores e a frequência em pontos distintos do sistema 4 Barras do IEEE, simulado em tempo real no RTDS, onde pode-se observar a estimação correta da defasagem entre duas barras desse sistema. / The present work proposes of a low cost Phasor Measurement Unity (PMU), for monitoring the power distribution system. The proposed meter can be connected at the low voltage level, making possible the monitoring of the distribution system and the transmission system. The algorithm used to compute the phasor estimation that composes the embedded software in the equipment uses the Savitzky-Golay filter to approximate the differentiation process, necessary in the frequency estimation of the fundamental component of the signal. The hardware of the equipment is composed by a microprocessor AMR TM4C1294NCPDT of Texas Instruments, a uBlox GPS NEO-6M module, a Wi-Fi ESP8266 module and an analog conditioning circuit. The synchronism of the measurements is guaranteed due to a pulse per second signal from the GPS module. For the transmission of the data generated by the PMU, the protocol suggested by the standard is used. The estimated parameters can be visualized in real time through the Synchrophasor Data Monitor Software. The results contemplate the tests required by the IEEE standard C37.118.1 and the analyses of the total vector error, frequency error and rate of change of frequency error. Finally, to attest the synchronism between different PMUs, a test in a Real Time Digital Simulator (RTDS) was made, where the 4 bus IEEE system was simulated. The difference of the angles estimated for different buses was computed and the obtained values were according to the expected.