Nesta dissertação é proposto e avaliado um modelo de caracterização da carga para utilização no planejamento operacional dos sistemas de distribuição baseado na caracterização dos consumidores através de curvas típicas de carga. A identificação dos padrões de curvas típicas baseou-se na aplicação da rede neural tipo mapa auto organizável, sobre a grande massa de dados de medições de clientes da campanha de medidas realizada pela distribuidora no processo de revisão tarifária o que permitiu a identificação dos padrões de consumo de energia ativa e fator de potência para os consumidores ao longo do dia. O módulo de agrupamento baseado no mapa auto organizável associado a técnica clássica de agrupamento das k-médias mostrou-se uma ferramenta extremamente robusta e eficaz na identificação de padrões para grandes bases de dados. A comparação dos resultados das estimativas de carga para cerca de 200 alimentadores de distribuição medidos através do sistema SCADA complementa e valida a aplicação desta metodologia, que culmina com a proposição de um modelo de otimização, que com base nas medições, possibilita melhorias significativas na estimativa de carga dos alimentadores estudados. A metodologia proposta neste trabalho demonstra ser uma ferramenta eficaz para que a distribuidora de energia elétrica possa constantemente realimentar os dados sobre os hábitos de consumo de seus clientes, garantindo assim a manutenção de estimativas consistentes para o planejamento operacional de seu sistema de distribuição. / This dissertation presents and validate a load characterization framework for the operational planning of electric distribution networks based on characterization of customer typical load curves. The pattern recognition of typical load curves was based on the usage of self organizing maps, a type of neural network, over the huge database of customer field measurements performed by the electric energy utility for tariff review process, allowing the characterization of daily active energy consumption and power factor behaviors. The grouping module is based on self organizing map technique along with classic k-means technique, which proved to be an extremely effective tool for pattern recognition over large databases. The results of load estimation for 200 distribution feeders measured by SCADA system ensures the quality and accuracy of this framework which presents also an optimization model based on such measures, resulting significant improvement on load estimation for these feeders. This framework proves to be an effective tool for electric energy utilities for constant evaluation of customer’s power consumption behavior, allowing the maintenance of accurate estimations for operational planning of distribution networks.

Submitted by Héctor Orellana (grc@unesp.br) on 2017-01-05T16:57:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Hector.pdf: 2242579 bytes, checksum: ff628d49653c029da4b721581980abde (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-01-09T18:10:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cruz_hmo_me_ilha.pdf: 2242579 bytes, checksum: ff628d49653c029da4b721581980abde (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-09T18:10:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cruz_hmo_me_ilha.pdf: 2242579 bytes, checksum: ff628d49653c029da4b721581980abde (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho propõe abordar o problema de alocação de dispositivos indicadores de faltas (IFs) em redes de distribuição de energia elétrica por meio da técnica do Algoritmo Genético Adaptativo (AGA). O algoritmo busca obter uma configuração eficiente de instalação de IFs no sistema e reduzir o custo anual da energia não suprida (CENS) e por outro lado, o custo anual de investimento dos sensores (CINV). Estes custos conflitantes devem ser minimizados como um problema combinatório utilizando o AGA que possui taxas de recombinação e mutação dinamicamente calibradas baseadas na diversidade de cada população no processo. Os resultados mostram que o AGA é um método efetivo para encontrar soluções para o problema de alocação de IFs. Quando comparado com o AG clássico em vários testes, é observado que o AGA tem uma convergência mais rápida mostrando ser mais eficiente. Além disso, o AGA é utilizado para obter uma variedade de soluções numa Fronteira de Pareto aproximada variando os pesos do CENS e o CINV na função objetivo. Portanto, esta metodologia permite obter um conjunto de soluções em lugar de uma única solução e a partir da Fronteira de Pareto é possível escolher a solução que melhor satisfaz os interesses técnicos e econômicos da concessionária de distribuição de energia elétrica. / This work proposes the Adaptive Genetic Algorithm (AGA) to solve the problem of Fault Indicator (FI) placement in electric distribution systems. The algorithm attempts to obtain an efficient configuration for the installation of FIs in the system and reduce the annual costumer interruption cost (CIC) and on the other hand, the annual investment cost (CINV) of the fault indicators placement. These two conflicting costs must be minimized as a problem of combinational nature with the AGA which uses dynamically calibrated crossover and mutation rates based on the diversity of each population of the process. Results show that the AGA is an effective method to find solutions to the problem of fault indicator placement. When compared with the classic GA in various tests, it is observed that the AGA converges faster showing to be more efficient. Besides, in the last test the AGA is used to obtain a variety of solutions in an approximate Pareto Front by varying the weighting factors of the CIC and CINV in the objective function. Therefore, this methodology permits to obtain a set of solutions instead of one only solution and from the Pareto Front it is possible to choose the solution that best satisfies the technical and economic interests of the concessionary.

Orientador: Carlos Alberto Favarin Murari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T05:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JulianoAndrade_M.pdf: 2172048 bytes, checksum: c41c62db07439b74c8ae778f46eda707 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A partir das privatizações do setor elétrico nacional na década de 90, o governo federal julgou necessário fortalecer a regulação sobre as concessionárias de distribuição de energia elétrica enquanto que as empresas adquirentes buscaram formas de tornar esta atividade mais rentável, visando a valorização das suas ações. Nesse contexto, é importante que as distribuidoras de energia elétrica disponham de mecanismos de combate às perdas não técnicas, visando minimizar as perdas por fraude, furto, desvios, queimas de equipamentos, ligações erradas nas medições de energia elétrica, entre outras dessa natureza, que influenciam diretamente no faturamento das concessionárias. A partir da classificação socioeconômica de cada área de concessão, a ANEEL realizou estudos estatísticos para determinar a empresa benchmark e, a partir desta, determinar as metas de redução de perdas para as concessionárias. O regime yardstick competition adotado, estimula a competição em relação à empresa com melhores níveis de eficiência na redução de perdas e com níveis de complexidade socioeconômico similares. O objetivo desta pesquisa foi a elaboração de um modelo matemático fundamentado na teoria de conjuntos nebulosos (Fuzzy Sets), visando a melhoria dos critérios de seleção de unidades consumidoras para fins de inspeção, com o intuito de reduzir as perdas não técnicas. Em MatLab? elaborou-se um algoritmo com variáveis pertinentes ao problema e, por meio de um sistema baseado em regras, sob a égide de um controlador nebuloso aplicando o Método Mamdani, pode-se determinar um escore das instalações mais favoráveis à inspeção pela concessionária. O algoritmo baseado em lógica nebulosa apresentou bom desempenho, com a indicação de novos nichos de seleção e portanto superior ao patamar de especificidade de métodos já usados, entre eles redes neurais e modelo CHAID. A função do modelo nebuloso é fornecer um escore final que diz o quanto a unidade consumidora é irregular ou não / Abstract: From the national power sector privatization in the 90¿s, the federal government has deemed necessary to strengthen the regulation on the electricity distribution utilities while the acquiring companies sought ways to transform this activity into a product that generates more value to their stock trading. In this context, it is important that the electric utilities have mechanisms for combating non-technical losses in order to minimise losses for fraud, theft, misappropriation, burning equipment, faulty connections in the kwh meters, among others, that influence directly in the billing of dealers. From the socioeconomic classification of each concession area, the Electric Power Federal Agency - ANEEL conducted statistical studies to determine the benchmark company and, from this, determine the goals of reducing losses to the electric utilities. The yardstick competition enables compare the performance of various agents and stimulates the competition in relation to the company with the highest levels of efficiency in reducing losses. The objective of this research was the development of a mathematical model based on the theory of fuzzy sets applied to the improvement of the selection criteria of consumer units for inspection purposes, in order to reduce the non-technical losses. In MATLAB? it was developed an algorithm with variables relevant to the problem and, through a rules-based, under the aegis of a Mamdani fuzzy controller applying the method, the system can determine a score of more favorable consumers to inspection by the concessionaire. The algorithm based on fuzzy logic performed well, indicating new niches of selection and therefore superior to the level of specificity of methods already used, including neural networks and the CHAID technique. The function of the fuzzy model is to provide a final score that tells how much the consumer unit is irregular or not / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

A conexão de geradores em sistemas de distribuição, usualmente chamados de geradores distribuídos, traz novos aspectos técnicos que devem ser analisados pelas empresas distribuidoras, uma vez que os dispositivos de proteção e controle, bem como as técnicas de planejamento e otimização da operação destes sistemas consideram um sistema radial, ou seja, sem a presença de geradores. Em se tratando de geradores síncronos, sabe-se que os sistemas de excitação podem ser equipados com meios para o ajuste automático de tensão, potência reativa ou fator de potência, sendo que três diferentes modos de controle podem ser aplicados a geradores síncronos: regulação de tensão, regulação de potência reativa ou fator de potência e controle de potência reativa ou fator de potência. Ainda, sabe-se que não há um consenso entre as empresas distribuidoras de energia sobre qual o melhor modo de controle destas máquinas, e na maioria dos casos a estratégia de controle de excitação é definida através de um acordo operativo entre a empresa de distribuição de energia e o produtor independente ou autoprodutor que opera o gerador distribuído. Neste contexto, esta dissertação de mestrado tem como objetivo apresentar contribuições com relação à avaliação da estabilidade transitória de geradores síncronos conectados em sistemas de distribuição, avaliando o impacto que os diferentes modos de controle de excitação podem ocasionar, em diferentes condições de operação do sistema. Como parâmetro principal de análise tem-se o tempo crítico de eliminação de falta, obtido através de exaustivas simulações dinâmicas utilizando dados de um sistema real e considerando diferentes condições de operação do sistema, sendo estas: diferentes modos de controle da geração distribuída, modificação do ganho proporcional do controlador de fator de potência, diferentes pontos de operação da geração distribuída, diferentes cenários de carregamento do sistema e diferentes potências de geração. / The connection of generators in distribution systems, commonly called distributed generation, brings new technical issues that must be analyzed by the utilities, since protection and control devices, as well as techniques for system planning and operation optimizing consider radial systems, i.e. without the presence of generators. In the case of synchronous generators, it is known that the excitation systems can be equipped with means for automatic adjustment of voltage, reactive power or power factor, and three different control modes can be applied to synchronous generators: voltage regulation, reactive power or power factor regulation and reactive power or power factor control. It is also known that there is no consensus among the power distribution companies about which is the best control mode for use in these machines, and in most cases the excitation control strategy is defined by an operating agreement between the company and the energy producer that operates the distributed generator. In this context, this work aims to provide contributions about the transient stability of synchronous generators connected to distribution systems, evaluating the impacts that different control modes may result in different system operating conditions. The main analysis parameter is the critical clearing fault time, obtained through extensive simulations using real system data. The different system operating conditions considered in the simulations are: different control modes, variation of the power factor controller proportional gain, different operating points of the distributed generation, different system loadings and power generation.

A conexão de geradores em sistemas de distribuição, usualmente chamados de geradores distribuídos, traz novos aspectos técnicos que devem ser analisados pelas empresas distribuidoras, uma vez que os dispositivos de proteção e controle, bem como as técnicas de planejamento e otimização da operação destes sistemas consideram um sistema radial, ou seja, sem a presença de geradores. Em se tratando de geradores síncronos, sabe-se que os sistemas de excitação podem ser equipados com meios para o ajuste automático de tensão, potência reativa ou fator de potência, sendo que três diferentes modos de controle podem ser aplicados a geradores síncronos: regulação de tensão, regulação de potência reativa ou fator de potência e controle de potência reativa ou fator de potência. Ainda, sabe-se que não há um consenso entre as empresas distribuidoras de energia sobre qual o melhor modo de controle destas máquinas, e na maioria dos casos a estratégia de controle de excitação é definida através de um acordo operativo entre a empresa de distribuição de energia e o produtor independente ou autoprodutor que opera o gerador distribuído. Neste contexto, esta dissertação de mestrado tem como objetivo apresentar contribuições com relação à avaliação da estabilidade transitória de geradores síncronos conectados em sistemas de distribuição, avaliando o impacto que os diferentes modos de controle de excitação podem ocasionar, em diferentes condições de operação do sistema. Como parâmetro principal de análise tem-se o tempo crítico de eliminação de falta, obtido através de exaustivas simulações dinâmicas utilizando dados de um sistema real e considerando diferentes condições de operação do sistema, sendo estas: diferentes modos de controle da geração distribuída, modificação do ganho proporcional do controlador de fator de potência, diferentes pontos de operação da geração distribuída, diferentes cenários de carregamento do sistema e diferentes potências de geração. / The connection of generators in distribution systems, commonly called distributed generation, brings new technical issues that must be analyzed by the utilities, since protection and control devices, as well as techniques for system planning and operation optimizing consider radial systems, i.e. without the presence of generators. In the case of synchronous generators, it is known that the excitation systems can be equipped with means for automatic adjustment of voltage, reactive power or power factor, and three different control modes can be applied to synchronous generators: voltage regulation, reactive power or power factor regulation and reactive power or power factor control. It is also known that there is no consensus among the power distribution companies about which is the best control mode for use in these machines, and in most cases the excitation control strategy is defined by an operating agreement between the company and the energy producer that operates the distributed generator. In this context, this work aims to provide contributions about the transient stability of synchronous generators connected to distribution systems, evaluating the impacts that different control modes may result in different system operating conditions. The main analysis parameter is the critical clearing fault time, obtained through extensive simulations using real system data. The different system operating conditions considered in the simulations are: different control modes, variation of the power factor controller proportional gain, different operating points of the distributed generation, different system loadings and power generation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaxCPF.pdf: 2755624 bytes, checksum: a03e472afc07077b6c8f8b043b88366b (MD5) Previous issue date: 2005-10-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The usual programs for load flow calculation were in general developped aiming the simulation of electric energy transmission, subtransmission and distribution systems. However, the mathematical methods and algorithms used by the formulations were based, in majority, just on the characteristics of the transmittion systems, which were the main concern focus of engineers and researchers. Though, the physical characteristics of these systems are quite different from the distribution ones. In the transmission systems, the voltage levels are high and the lines are generally very long. These aspects contribute the capacitive and inductive effects that appear in the system to have a considerable influence in the values of the interest quantities, reason why they should be taken into consideration. Still in the transmission systems, the loads have a macro nature, as for example, cities, neiborhoods, or big industries. These loads are, generally, practically balanced, what reduces the necessity of utilization of three-phase methodology for the load flow calculation. Distribution systems, on the other hand, present different characteristics: the voltage levels are small in comparison to the transmission ones. This almost annul the capacitive effects of the lines. The loads are, in this case, transformers, in whose secondaries are connected small consumers, in a sort of times, mono-phase ones, so that the probability of finding an unbalanced circuit is high. This way, the utilization of three-phase methodologies assumes an important dimension. Besides, equipments like voltage regulators, that use simultaneously the concepts of phase and line voltage in their functioning, need a three-phase methodology, in order to allow the simulation of their real behavior. For the exposed reasons, initially was developped, in the scope of this work, a method for three-phase load flow calculation in order to simulate the steady-state behaviour of distribution systems. Aiming to achieve this goal, the Power Summation Algorithm was used, as a base for developping the three phase method. This algorithm was already widely tested and approved by researchers and engineers in the simulation of radial electric energy distribution systems, mainly for single-phase representation. By our formulation, lines are modeled in three-phase circuits, considering the magnetic coupling between the phases; but the earth effect is considered through the Carson reduction. Its important to point out that, in spite of the loads being normally connected to the transformers secondaries, was considered the hypothesis of existence of star or delta loads connected to the primary circuit. To perform the simulation of voltage regulators, a new model was utilized, allowing the simulation of various types of configurations, according to their real functioning. Finally, was considered the possibility of representation of switches with current measuring in various points of the feeder. The loads are adjusted during the iteractive process, in order to match the current in each switch, converging to the measured value specified by the input data. In a second stage of the work, sensibility parameters were derived taking as base the described load flow, with the objective of suporting further optimization processes. This parameters are found by calculating of the partial derivatives of a variable in respect to another, in general, voltages, losses and reactive powers. After describing the calculation of the sensibility parameters, the Gradient Method was presented, using these parameters to optimize an objective function, that will be defined for each type of study. The first one refers to the reduction of technical losses in a medium voltage feeder, through the installation of capacitor banks; the second one refers to the problem of correction of voltage profile, through the instalation of capacitor banks or voltage regulators. In case of the losses reduction will be considered, as objective function, the sum of the losses in all the parts of the system. To the correction of the voltage profile, the objective function will be the sum of the square voltage deviations in each node, in respect to the rated voltage. In the end of the work, results of application of the described methods in some feeders are presented, aiming to give insight about their performance and acuity / A utiliza??o de c?lculos de fluxo de carga para an?lise de sistemas de transmiss?o de energia el?trica ? algo que vem sendo feito desde da d?cada de 50. Portanto, sabendo-se as caracter?sticas f?sicas do sistema, como os tipos de cabos utilizados nas linhas e seu comprimento, transformadores utilizados, capacitores, geradores e as cargas do sistema, era poss?vel calcular os valores das tens?es, correntes, dos fluxos de pot?ncia e das perdas do mesmo. Contudo, naquela ?poca, este tipo de c?lculo apresentava algumas limita??es como, em primeiro lugar, o m?todo utilizado para resolver o sistema de equa??es n?o lineares, Gauss-Siedel, fundamental para realiza??o do c?lculo de fluxo de carga, era bastante lento. E em segundo, os computadores da ?poca al?m de extremamente caros e raros eram grandes e lentos. No final da d?cada de 60, Domell apresenta em seu trabalho uma proposta de resolu??o de fluxo de carga baseado no m?todo Newton-Rhapson. A partir da?, o m?todo apresentado por Domell passou a se uma referencia na resolu??o de c?lculo de fluxo de carga. O m?todo de Newton (como passou a ser chamado), al?m de apresentar uma excelente converg?ncia para sistemas ditos mal comportados, ? bastante r?pido. Depois da apresenta??o do trabalho de Domell muitos outros trabalhos foram publicados baseados na sua formula??o, tentando melhorar ainda as caracter?sticas do m?todo. Pois, mesmo naquela ?poca, os computadores ainda apresentavam duas limita??es b?sicas, velocidade de processamento e a limita??o de mem?ria. Portanto, os m?todos baseados no de Newton tentavam diminuir a quantidade de c?lculos e o tamanho das matrizes utilizados no processo, tentado conservar a robustez do m?todo original. Uma caracter?stica comum entre os m?todos apresentados at? o final dos anos 80, era que eles eram desenvolvidos baseados nas caracter?sticas dos sistemas de transmiss?o de energia el?trica. Ou seja, at? ent?o, a distribui??o de energia era uma ?rea em que os engenheiros n?o se preocupavam. E para realiza??o de qualquer estudo para sistemas de distribui??o era utilizava-se os m?todos desenvolvidos para sistemas de transmiss?o. Por?m, nos anos 90, esta tend?ncia come?ou a mudar, em Janeiro de 1990 Cespedes apresenta um m?todo desenvolvido especialmente para sistemas radiais de distribui??o de energia el?trica. O m?todo apresentado por Cespedes explora a principal caracter?stica dos sistemas de distribui??o, a sua forma??o radial e, al?m disso, o m?todo n?o sugere na sua formula??o que o sistema tenha alto valor da rela??o entre a indut?ncia e a resist?ncia das linhas, como no m?todo de Newton. Com o passar dos anos, o aparecimento de novos tipos de cargas mais sens?veis a qualidade da energia, a regulamenta??o do fornecimento de energia com o aparecimento de novas leis, a competi??o entre as distribuidoras, a privatiza??o do fornecimento e a necessidade de redu??o dos custos em geral, os engenheiros passaram a ter uma outra preocupa??o: a qualidade e custo do fornecimento. Ou seja, o problema da resolu??o de c?lculos de fluxo de carga n?o seria mais o de tempo de processamento nem da quantidade de mem?ria envolvida, os engenheiros estariam agora preocupados com a fidelidade da representa??o matem?tica dos elementos do sistema e o desenvolvimento de t?cnicas de otimiza??o para a instala??o e dimensionamento dos elementos dos sistemas. Nos primeiros fluxos de carga as representa??es dos elementos eram bastante elementares, fazendo-se muitas aproxima??es. Inicialmente, todo o sistema era reduzido a um equivalente monof?sico, ou seja, as indut?ncias m?tuas das linhas eram desprezadas, as cargas eram consideradas perfeitamente equilibradas, teriam que ser necessariamente todas trif?sicas e o efeito da liga??o das bobinas entre o prim?rio e o secund?rio dos transformadores n?o era considerado. Estes tipos de aproxima??es limitavam muito o poder de an?lise dos engenheiros, pois a representa??o matem?tica era bem diferente da realidade encontrada no sistema real, dificultando an?lises mais precisas. Com o passar dos anos e o aumento da necessidade foram aparecendo fluxos de carga trif?sicos, com uma modelagem matem?tica mais fiel dos equipamentos, e com isso os resultados passaram a ser mais compat?veis com a realidade, possibilitando aos engenheiros an?lises mais precisas. O uso de t?cnicas de otimiza??o associado a c?lculos de fluxo de carga, permitiu que os resultados dos fluxos n?o somente apresentasse o estado do sistema, calculando-se unicamente os valores das vari?veis de interesse, para um carregamento qualquer. Agora, com esta nova ferramenta, os engenheiros poderiam fazer estudos verificando a localiza??o e dimensionamento ?timo de equipamentos no sistema. Domell, em um trabalho pioneiro, desenvolveu um m?todo de c?lculo defluxo de carga no qual eram calculados os reativos necess?rios que deveriam ser injetados em cada barra do sistema, de modo que as perdas do sistema fossem m?nimas. Em resumo, c?lculos de fluxo de carga ?timos permitem que, se escolhendo uma vari?vel de controle e uma fun??o objetivo, encontre-se um ponto onde o valor da fun??o objetivo seja ?timo quando for calculado para o valor encontrado da vari?vel de controle. A proposta desse trabalho ?, inicialmente, desenvolver um fluxo de carga trif?sico para sistemas radiais de distribui??o, baseado no m?todo de CESPEDES, cuja representa??o matem?tica dos elementos do sistema seja o mais fiel poss?vel ao seu funcionamento real. Este fluxo de carga servir? como base para, em uma segunda etapa, a aplica??o de t?cnicas de otimiza??o visando o dimensionamento ?timo de elementos do sistema. Para que se possa utilizar t?cnicas de otimiza??o, inicialmente, foram desenvolvidos m?todos para se encontrar como o sistema se comporta, sobre algum aspecto, quando o valor de uma vari?vel de controle ? modificado, ou seja, calcular o valor da derivada de uma fun??o com rela??o a uma vari?vel espec?fica. Em posse do c?lculo dessas derivadas, ser?o aplicadas t?cnicas de otimiza??o para se encontrar o ponto de ?timo

A conexão de geradores em sistemas de distribuição, usualmente chamados de geradores distribuídos, traz novos aspectos técnicos que devem ser analisados pelas empresas distribuidoras, uma vez que os dispositivos de proteção e controle, bem como as técnicas de planejamento e otimização da operação destes sistemas consideram um sistema radial, ou seja, sem a presença de geradores. Em se tratando de geradores síncronos, sabe-se que os sistemas de excitação podem ser equipados com meios para o ajuste automático de tensão, potência reativa ou fator de potência, sendo que três diferentes modos de controle podem ser aplicados a geradores síncronos: regulação de tensão, regulação de potência reativa ou fator de potência e controle de potência reativa ou fator de potência. Ainda, sabe-se que não há um consenso entre as empresas distribuidoras de energia sobre qual o melhor modo de controle destas máquinas, e na maioria dos casos a estratégia de controle de excitação é definida através de um acordo operativo entre a empresa de distribuição de energia e o produtor independente ou autoprodutor que opera o gerador distribuído. Neste contexto, esta dissertação de mestrado tem como objetivo apresentar contribuições com relação à avaliação da estabilidade transitória de geradores síncronos conectados em sistemas de distribuição, avaliando o impacto que os diferentes modos de controle de excitação podem ocasionar, em diferentes condições de operação do sistema. Como parâmetro principal de análise tem-se o tempo crítico de eliminação de falta, obtido através de exaustivas simulações dinâmicas utilizando dados de um sistema real e considerando diferentes condições de operação do sistema, sendo estas: diferentes modos de controle da geração distribuída, modificação do ganho proporcional do controlador de fator de potência, diferentes pontos de operação da geração distribuída, diferentes cenários de carregamento do sistema e diferentes potências de geração. / The connection of generators in distribution systems, commonly called distributed generation, brings new technical issues that must be analyzed by the utilities, since protection and control devices, as well as techniques for system planning and operation optimizing consider radial systems, i.e. without the presence of generators. In the case of synchronous generators, it is known that the excitation systems can be equipped with means for automatic adjustment of voltage, reactive power or power factor, and three different control modes can be applied to synchronous generators: voltage regulation, reactive power or power factor regulation and reactive power or power factor control. It is also known that there is no consensus among the power distribution companies about which is the best control mode for use in these machines, and in most cases the excitation control strategy is defined by an operating agreement between the company and the energy producer that operates the distributed generator. In this context, this work aims to provide contributions about the transient stability of synchronous generators connected to distribution systems, evaluating the impacts that different control modes may result in different system operating conditions. The main analysis parameter is the critical clearing fault time, obtained through extensive simulations using real system data. The different system operating conditions considered in the simulations are: different control modes, variation of the power factor controller proportional gain, different operating points of the distributed generation, different system loadings and power generation.

Orientadores: Walmir de Freitas Filho, Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:47:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anzai_AlexandreHaruiti_M.pdf: 1115532 bytes, checksum: 8d2da875fae1c7141a82e80bcad115b7 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta dissertação de mestrado apresenta um modelo monofásico de fluxo de carga para sistemas de distribuição capaz de representar as tecnologias mais comumente utilizadas em geração distribuída. Tal ferramenta permite a realização de estudos técnicos e de diagnósticos em relação à conexão de um novo gerador nos alimentadores de sistemas de distribuição. Propõe-se um método de cálculo de fluxo de carga expandido, no qual os modelos dos geradores, turbinas e seus controles são levados em conta na resolução das equações do fluxo de carga. O método de fluxo de carga expandido considera que o sistema é modelado através de equações algébricas e diferenciais num ponto de equilíbrio, ao invés da modelagem convencional baseada apenas em equações algébricas de balanço de potência. As tecnologias de geração analisadas são compostas por máquinas síncronas, máquinas de indução e geradores conectados via conversores estáticos de potência. Diferentes fontes primárias de energia são consideradas, incluindo turbinas a vapor, hidráulicas e eólicas, além dos sistemas de controle associados às partes elétrica e mecânica de caqa tecnologia. O método de fluxo de carga proposto é testado usando uma rede de distribuição real do Estado de São Paulo / Abstract: This dissertation presents a monophasic load flow model for distribution systems capable of representing the most common technologies used for distributed generation. The developed computational tool allows the accomplishment of technical studies and diagnosis related to the impacts of connecting new generators on distribution feeders. It is proposed an expanded load flow method, including models for generators, turbines and associated controllers, for the solution of load flow equations. The expanded load flow method represents the system by using algebraic and differential equations in a equilibrium point, instead of the conventional modeling based only on the power balance algebraic equations. The technologies used for generation are composed by synchronous machines, induction machines and inverter based generators. Different prime mover technologies are considered, including steam turbines, hydraulic turbines, wind turbines, and control systems associated with the electric and mechanical operation of each technology. The proposed load flow method is tested by using a real distribution network of the State of São Paulo / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Cristhiane Guerra (cristhiane.guerra@gmail.com) on 2017-01-26T14:55:17Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2586746 bytes, checksum: 18b7b08875fbe9dc7bcecd5595b19734 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T14:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2586746 bytes, checksum: 18b7b08875fbe9dc7bcecd5595b19734 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / The demand forecasting studies are of great importance for electricity companies, because there is a need to allocate their resources well in advance, requiring a medium and long- term p lanning. These resources can be the purchase of new equipment, the transmission line acquisition or construction, scheduled maintenance and the purchase and sale of energy. I n this work, a support tool has been developed for experts in strategic planning i n power distribution systems using artificial neural networks to demand forecasting. For the proposed method, it implemented a demand forecasting procedure in the medium term of the region fueled by three substations belonging to the power distribution sys tem managed by EnergisaPB, using a computer model based on Multilayer Perceptron (MLP) artificial neural networks with the assistance of Matlab ® environment. The database was structured by the measurements of active power from 2008 to 2014, provided by En ergisa/PB and the forecast achieved one year ahead (52 weeks) compared with the real data of 2014. In addition, it was possible to evaluate the performance of RNA and estimate the demand growth in the region supplied by each substation, which can assist th e distribution system expansion planning. / Os estudo s de previsão de demanda têm grande importância para empresa s da área de energia elétrica , pois, existe a necessidade de alocar seus recursos com uma certa antecedência , exigindo um planejamento a médio e longo prazo. D entre estes recursos , estão a compra de equipamentos, a aquisição e construção de linhas de transmissão, manutenções programadas e a compra e venda de energia. Nesta premissa, foi desenvolvida uma ferramenta de apoio aos especialistas na área de planejamento estratégico em sistemas de distrib uição de energia elétrica, utilizando redes neurais artificiais para previsão de demanda. Para o método proposto, foi implementado um procedimento de previsão de demanda no médio prazo da região alimentada por três subestações reais pertencentes ao sistema de distribuição de energia gerido pela concessionária Energisa- PB, utilizando um modelo computacional baseado em redes neurais artificiais (RNA) do tipo Multilayer Perceptron (MLP) com o auxílio do ambiente Matlab ® . Foram consideradas as informações reais (banco de dados) da potência ativa, para o período de 2008 até 2014, fornecidas pela própria concessionária e a previsão alcançou o horizonte de um ano a frente (52 semanas). A RNA foi treinada com os dados de 2008 a 2013, e o resultado, comparado com dad os do ano de 2014. Além disso, foi possível avaliar o desempenho da RNA sob diferentes aspectos (volume de treinamento, parâmetros, configurações, camadas ocultas, etc.) e estimar o crescimento de demanda da região alimentada por cada subestação, o que pod e auxiliar o planejamento de expansão do sistema de distribuição.