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Thesis (M.S.)--University of Wisconsin--Madison. / Typescript. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 92-93).

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-17Bitstream added on 2014-06-13T20:09:45Z : No. of bitstreams: 1 paredesquinones_m_me_ilha.pdf: 1414308 bytes, checksum: 2da97bcc0006bca0f620b6c44bf8177e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho foi desenvolvido um modelo baseado em programação linear inteira mista para determinar o custo mínimo da operação de um sistema hidrotérmico de longo prazo em um mercado elétrico competitivo. O modelo é capaz de encontrar os valores ótimos de operação para um período futuro nas usinas térmicas e hidroelétricas, considerando os limites normais e de emergência e as perdas de potência ativa nas linhas de transmissão, para diferentes níveis de carregamento, com múltiplos reservatórios de acumulação e de regulação. Adicionalmente, a previsão da hidrologia foi modelada mediante modelo SARIMA para o período de análise, considerando o histórico dos dados hidrológicos. O modelo foi implementado na linguagem de modelagem matemática GMPL. O problema de programação linear inteira mista foi resolvido usando o solver GLPSOL. As predições das hidrologias foram feitas na linguagem estatística R. Foi desenvolvida uma interface gráfica para gerenciar o modelo em GMPL, a previsão hidrológica em R e o solver GLPSOL na linguagem Qt. Desta forma é possível adicionar novos modelos, alterar dados do modelo e visualizar os resultados. Todas as linguagens e softwares usados são livres de distribuição e modificação. Para o modelo desenvolvido foram analisados os seguintes casos: sistema de 6 barras; sistema uninodal brasileiro e sistema interligado peruano. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados encontrados na literatura com o objetivo de validar a proposta deste trabalho / In this work developed a model based on mixed integer linear programming to determine the minimum cost of operation of a hydrothermal system in a long-term competitive electricity market. The model is able to find the optimal values of operation for a future period in thermal and hydroelectric power plants, considering the normal and emergency limits and the active power losses in transmission lines, for different loading levels, with multiple storage reservoirs and dams. In addition, predicting the hydrology was modeled by the SARIMA model for the period of analysis, considering the hydrological historical data. The model was implemented in the language of mathematical modeling GMPL. The mixed linear integer programming problem was solved using solver GLPSOL. The predictions in the hydrology using the statistical language R. It was developed a graphical interface to manage the GMPL model, the hydrologic forecasting, and solver GLPSOL in Qt graphical language. By this way, is possible to add new models, change the data of the model and view the results. All languages and software used are free to distribute and modify. For the model developed the following cases were analyzed: 6 bar system; Brazilian uninodal system and Peruvian interconnected system. The results were compared with results in the literature in order to validate the proposal of this work

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-25Bitstream added on 2014-06-13T18:49:35Z : No. of bitstreams: 1 souza_ssf_me_ilha.pdf: 808468 bytes, checksum: b5fdf2d46cfc01fa8badedc74f75df55 (MD5) / Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para resolver o problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica, que é modelado como um problema de Programação Não Linear Inteiro Misto (PNLIM). Para resolver este problema utilizou-se a metaheurística GRASP especializada. O objetivo do problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica é encontrar a melhor topologia radial para um sistema de distribuição de energia elétrica de forma que as perdas ativas do sistema sejam as menores possíveis. Na metodologia proposta, todas as chaves de interconexão do sistema de distribuição estão abertas no inicio do processo e a cada passo um circuito é conectado no sistema e uma solução factível é construída. O algoritmo GRASP foi escrito na linguagem de modelagem matemática AMPL onde a cada iteração é resolvido um problema de programação não linear utilizando o solver comercial KNITRO. Para evidenciar a eficácia da metodologia proposta foram realizados testes com sistemas de 14, 33, 70, 84, 119, 136 e 417 barras, estes resultados são comparados com os resultados encontrados na literatura especializada / This work presents a methodology to solve the electric power distribution systems reconfiguration problem, which is modeled as a Mixed Integer Nonlinear Programming problem (MINLP). Specialized metaheuristic GRASP was used to solve the problem. The aim of the reconfiguration problem is to find the best topology for a radial electric power distribution system so that the active power losses are as small as possible. In the proposed methodology, at the beginning of the solution process all switches that interconnect the distribution system are open and in each next step a circuit is connected to the distribution system and therefore a feasible solution is constructed. The GRASP algorithm was written in AMPL mathematical modeling language where in each iteration was solved a nonlinear programming problem using the commercial solver KNITRO. To demonstrate the effectiveness of the proposed methodology, tests were performed with distribution systems of 14, 33, 70, 84, 119, 136, and 417 buses, these results are compared with results found in literature

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Com o aumento na demanda de energia elÃtrica e a exigÃncia de maior confiabilidade, seguranÃa e eficiÃncia na operaÃÃo de sistemas elÃtricos de potÃncia por parte dos ÃrgÃos reguladores, aumentou a necessidade por profissionais cada vez mais qualificados em planejamento e operaÃÃo dos sistemas de potÃncia. No entanto, com a necessidade de atualizaÃÃo tÃcnica continuada e em decorrÃncia da polÃtica de racionalizaÃÃo de custos e de disponibilizaÃÃo de pessoal, as tÃcnicas de ensino a distÃncia tÃm evoluÃdo e alcanÃado abrangÃncia nas mais diferentes Ãreas do conhecimento. Este trabalho apresenta um Simulador para Treinamento Presencial e a DistÃncia em OperaÃÃo e ProteÃÃo de Sistemas ElÃtricos (STOP). O simulador STOP à desenvolvido em Java, podendo ser utilizado em ambientes: Unix, Linux, Windows, MacOS. O STOP pode ser aplicado em treinamento presencial e a distÃncia e està voltado à capacitaÃÃo de estudantes de engenharia, tÃcnicos e profissionais da Ãrea de sistemas elÃtricos de potÃncia. O STOP està integrado a um Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), o Moodle. A integraÃÃo enriquece o ensino-aprendizado tornando-o mais efetivo com o uso de uma ferramenta capaz de simular situaÃÃes reais. Os simuladores em ambientes virtuais sÃo alternativas para a reduÃÃo de custos em empresas e instituiÃÃes de ensino. O simulador STOP à um software composto de diagramas unifilares, com a representaÃÃo dos principais componentes do sistema de proteÃÃo, tornando possÃvel ao usuÃrio simular faltas e reconfigurar o sistema elÃtrico, por meio de ajustes de relÃs para coordenaÃÃo da proteÃÃo e redefiniÃÃo de parÃmetros. / As the demand for electrical energy increases and requirements from regulatory agencies for improved reliability, security and efficiency on the operation of electric power systems, the need for professionals ever more qualified on planning and operation power systems also increases. However, with the need for continued technical update and as a result of rationalization policies of costs and provision of personnel for training, the distance learning techniques have evolved and reached different areas of knowledge. This work presents a Simulator for Presence and Distance Learning about Operation and Protection of Electric Systems (STOP). The STOP Simulator is developed in Java, which enables it to be used in the following systems: Unix, Linux, Windows, MacOS. The STOP can be applied in class as well as distance training and is directed to the training of engineering students, technicians and professionals specialized on electric power systems. The STOP is integrated to a Learning Virtual Environment (AVA), the Moodle. The integration enhances the teaching-learning process making it more effective by using a tool able to simulate real life situations. Simulators in virtual environments are an alternative to reducing costs in companies and educational institutions. The STOP is a software tool featuring one-line diagrams with the main components of the protection system, short-circuits simulation and reconfiguration of the system by setting relays for coordination of the system protection and redefinition of parameters.

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Coorientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Secundino Soares Filho / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um modelo baseado em programação linear inteira mista para determinar o custo mínimo da operação de um sistema hidrotérmico de longo prazo em um mercado elétrico competitivo. O modelo é capaz de encontrar os valores ótimos de operação para um período futuro nas usinas térmicas e hidroelétricas, considerando os limites normais e de emergência e as perdas de potência ativa nas linhas de transmissão, para diferentes níveis de carregamento, com múltiplos reservatórios de acumulação e de regulação. Adicionalmente, a previsão da hidrologia foi modelada mediante modelo SARIMA para o período de análise, considerando o histórico dos dados hidrológicos. O modelo foi implementado na linguagem de modelagem matemática GMPL. O problema de programação linear inteira mista foi resolvido usando o solver GLPSOL. As predições das hidrologias foram feitas na linguagem estatística R. Foi desenvolvida uma interface gráfica para gerenciar o modelo em GMPL, a previsão hidrológica em R e o solver GLPSOL na linguagem Qt. Desta forma é possível adicionar novos modelos, alterar dados do modelo e visualizar os resultados. Todas as linguagens e softwares usados são livres de distribuição e modificação. Para o modelo desenvolvido foram analisados os seguintes casos: sistema de 6 barras; sistema uninodal brasileiro e sistema interligado peruano. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados encontrados na literatura com o objetivo de validar a proposta deste trabalho / Abstract: In this work developed a model based on mixed integer linear programming to determine the minimum cost of operation of a hydrothermal system in a long-term competitive electricity market. The model is able to find the optimal values of operation for a future period in thermal and hydroelectric power plants, considering the normal and emergency limits and the active power losses in transmission lines, for different loading levels, with multiple storage reservoirs and dams. In addition, predicting the hydrology was modeled by the SARIMA model for the period of analysis, considering the hydrological historical data. The model was implemented in the language of mathematical modeling GMPL. The mixed linear integer programming problem was solved using solver GLPSOL. The predictions in the hydrology using the statistical language R. It was developed a graphical interface to manage the GMPL model, the hydrologic forecasting, and solver GLPSOL in Qt graphical language. By this way, is possible to add new models, change the data of the model and view the results. All languages and software used are free to distribute and modify. For the model developed the following cases were analyzed: 6 bar system; Brazilian uninodal system and Peruvian interconnected system. The results were compared with results in the literature in order to validate the proposal of this work / Mestre

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Coorientador: Marina Lavorato de Oliveira / Banca: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Arturo Suman Bretas / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para resolver o problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica, que é modelado como um problema de Programação Não Linear Inteiro Misto (PNLIM). Para resolver este problema utilizou-se a metaheurística GRASP especializada. O objetivo do problema de reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica é encontrar a melhor topologia radial para um sistema de distribuição de energia elétrica de forma que as perdas ativas do sistema sejam as menores possíveis. Na metodologia proposta, todas as chaves de interconexão do sistema de distribuição estão abertas no inicio do processo e a cada passo um circuito é conectado no sistema e uma solução factível é construída. O algoritmo GRASP foi escrito na linguagem de modelagem matemática AMPL onde a cada iteração é resolvido um problema de programação não linear utilizando o solver comercial KNITRO. Para evidenciar a eficácia da metodologia proposta foram realizados testes com sistemas de 14, 33, 70, 84, 119, 136 e 417 barras, estes resultados são comparados com os resultados encontrados na literatura especializada / Abstract: This work presents a methodology to solve the electric power distribution systems reconfiguration problem, which is modeled as a Mixed Integer Nonlinear Programming problem (MINLP). Specialized metaheuristic GRASP was used to solve the problem. The aim of the reconfiguration problem is to find the best topology for a radial electric power distribution system so that the active power losses are as small as possible. In the proposed methodology, at the beginning of the solution process all switches that interconnect the distribution system are open and in each next step a circuit is connected to the distribution system and therefore a feasible solution is constructed. The GRASP algorithm was written in AMPL mathematical modeling language where in each iteration was solved a nonlinear programming problem using the commercial solver KNITRO. To demonstrate the effectiveness of the proposed methodology, tests were performed with distribution systems of 14, 33, 70, 84, 119, 136, and 417 buses, these results are compared with results found in literature / Mestre

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-23Bitstream added on 2014-06-13T18:40:59Z : No. of bitstreams: 1 baquero_jff_dr_ilha.pdf: 928776 bytes, checksum: 14beda1a12c4b74205593d8475f64232 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O problema do planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em determinar as mudanças que precisam ser feitas no sistema visando atender as condições de demanda futura, respeitando os critérios técnicos de operação e segurança, tudo isto sob um mínimo custo econômico (no caso da otimização monoobjetivo). A modelagem do problema de planejamento da expansão de sistemas de distribuição inclui a repotenciação de subestações existentes, a alocação e dimensionamento de novas subestações, o recondutoramento de alimentadores existentes, a construção e seleção do tipo de cabo para alimentadores novos e a seleção da topologia do sistema (reconfiguração). Além disso, o modelo considera que a expansão do sistema pode ser executada em vários estágios, propondo assim uma formulação dinâmica do problema de planejamento. É apresentada neste trabalho uma estratégia de decomposição para dividir o problema no subproblema da seleção das subestações e na solução de problemas de reconfiguração e recondutoramento dependentes. São desenvolvidos algoritmos heurísticos, que combinados com a metaheurística Busca Tabu, permitem uma exploração eficiente do espaço de busca. A estratégia de decomposição mencionada permite o uso da programação paralela, conseguindo diminuir o tempo de processamento. O método proposto é testado usando casos de grande porte da literatura, mostrando um excelente desempenho / The distribution system expansion planning problem consists of to determine the investments that need to be made in the system to meet future demand conditions, satisfying technical criteria for operation and safety, all under a minimum economic cost (in the case of mono-objective optimization). The modeling of the planning problem includes the expansion of existing substations, the allocation and design of new substations, the reconductoring of existent feeders, the selection of the type of conductor for new feeders and the selection of the system topology (reconfiguration). Furthermore, the model assumes that the expansion of the system can be performed in several stages, thus it is proposed dynamic planning problem formulation. In this paper work, it is presented a decomposition strategy to separate the problem into the subproblems of selection of the substations, reconfiguration and selection of the conductor feeders. Heuristic algorithms are developed, which combined with the Tabu Search metaheuristic, allow an efficient exploration of the space of search. The decomposition strategy aforementioned allows the use of parallel programming, achieving reduced processing time. The proposed method is tested using large cases in the literature, showing excellent performance