Ao final desta pesquisa deseja-se que haja uma metodologia eficiente, cuja finalidade será auxiliar o usuário na transformação de modelos matemáticos e computacionais codificados para computadores sequenciais, em modelos paralelos otimizados para executarem em microcomputadores pessoais modernos, constituídos de CPU com múltiplos núcleos ou de híbridos (CPU + GPGPU) integrados no mesmo chip, com ou sem processadores gráficos (GPGPU) densamente paralelos instalados, mantendo a qualidade de seus resultados originais, com respeito à sua precisão numérica, mas com uma diminuição considerável no tempo de processamento. A emergência, em meados da década 2000, dessas novas arquiteturas de hardware elevou a capacidade de processamento dos microcomputadores pessoais aos patamares dos computadores de grande porte de apenas alguns anos atrás. Este trabalho de pesquisa apresenta duas metodologias, onde a primeira metodologia é composta de três partes e a segunda de duas partes. Somente a terceira parte da primeira metodologia é dependente de tecnologias de hardware. / At the end of this research project, an efficient methodology is expected with the purpose of assisting users in the processing of mathematical and computer models coded for sequential computers in parallel models that are optimized to run on modern personal computers, consisting of a CPU with multiple or hybrid (CPU + GPGPU) cores integrated into the same chip, with or without massively parallel graphics processors (GPGPU) installed. This will ensure the original quality of the results with respect to numerical accuracy, but with a considerable reduction in processing time. The emergence of these new hardware architectures in the mid-2000s increased the processing power of personal computers to the levels of mainframe computers from just a few years previously. This research work presents two methodologies, where the first methodology is composed of three parts and the second methodology is composed of two parts. Only the third part of the first methodology is dependent on hardware technologies.

As empresas concessionárias de energia elétrica convivem com elevados custos de manutenção em suas redes de distribuição de energia elétrica; em particular um dos motivos está ligado a preço e durabilidade de cruzetas de madeira, seja na sua instalação inicial, seja na sua troca que pode ocorrer freqüentemente, havendo a necessidade de utilização de madeiras nobres em princípios as quais, além do preço, sofrem restrições ambientais em seus usos. Este trabalho visa à análise destas vigas de madeira, do ponto de vista de ensaios mecânicos e suas simulações computacionais, com base em madeiras com menores restrições ambientais, submetidas ou não a impregnação com resina poliuretana derivada do óleo de mamona. É apresentado, também, um texto para o auxílio de futuros leitores e usuários na aplicação do software ANSYS. / The power supply dealership companies live together with high maintenance costs on electrical systems, in private one of reasons is linked to the cost and durability of wood crossarms, either in its initial installation, either in its exchange that can occur frequently, having the necessity of noble wood use in principles which, beyond the price, suffer enviromental restrictions in its uses. This work aims at to the analysis of these beams wooden, of the point of view of mechanical tests and its computational simulation, on the basis of wood with lesser enviromental restrictions, submitted or not to the impregnation with castor-oil polyurethane resin. It is presented, also, a text for the aid of reading and using futures in the application of software ANSYS.

Com o objetivo de orientar e agilizar a busca do local de curto circuitos em redes primárias aéreas de distribuição de energia, esta pesquisa propõe uma metodologia para localização de áreas com maior probabilidade de ser sede do defeito, utilizando variáveis Heurísticas. A metodologia Heurística se aplica em problemas que envolvem variáveis com incertezas, que podem ser avaliadas por meio de recursos empíricos e na experiência de especialistas. Dentre as variáveis influentes no cálculo de curto circuito, foram consideradas como mais relevantes: a resistência de defeito, a tensão pré falta, a impedância do sistema equivalente a montante da subestação e a impedância da rede. A metodologia proposta se fundamenta no conhecimento das correntes e tensões oscilografadas no barramento da subestação por ocasião da ocorrência de um curto circuito e, por outro lado no pré-calculo de correntes de curto circuito heurísticas ao longo da rede. No âmbito da pesquisa foram realizados testes de campo para levantamento da variável heurística resistência de defeito, resumidos neste texto e documentados no CD - ROM em anexo. Foi desenvolvido um software que permitiu a efetiva aplicação da proposta desta pesquisa em vários alimentadores de uma Distribuidora, cujos resultados comprovaram a eficiência da metodologia. / With the aim of guiding and speeding up the search of a short circuits place in primary networks of energy distribution this research proposes a methodology for locating higher probability areas of fault, making use of Heuristic variables. The Heuristic methodology is applied in problems that involve variables with uncertainties, which can be evaluated with empirical tools and specialists experience. Among the influential variables in the short circuit calculation, as most relevant were considered: the faults resistance, the pre fault tension, the equivalent system impedance upstream of the substation and the electrical grid impedance. The proposed methodology relies on the knowledge of currents and tensions oscillografed in the substation bus in consequence of a short circuit and, in another way on the pre calculation of heuristic short circuit currents along the grid. In the research scope field tests were performed with the aim of collecting the fault resistance heuristic variable, resumed in this text and documented on the CD-ROM attached. A software that allowed the actual implementation of this researchs purpose in various feeders of a distributor has been developed, with results that confirmed the efficiency of this methodology.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-11Bitstream added on 2014-06-13T19:49:01Z : No. of bitstreams: 1 alampifilho_s_me_ilha.pdf: 2425672 bytes, checksum: d3cac40334f5802db928824e572ef8fc (MD5) / O número crescente de cargas não-lineares, bem como altas taxas de energia pagas pelos consumidores, com tributações adicionais, tais como multas por baixo ou alto fator de potência, tarifas elevadas em horários de ponta e necessidade de elevados contratos de demanda, para suprir possíveis ultrapassagens de contrato, estão entre as principais motivações técnicas para a realização desta pesquisa. Sob esta perspectiva, os principais controladores FACTS são apresentados, com enfoque principal nos controladores que utilizam conversores como fonte de tensão em sua concepção. Tais controladores são capazes de controlar potência ativa, a partir do armazenamento de energia na forma contínua, além do controle da potência reativa. São apresentados alguns dos principais distúrbios dos sistemas elétricos, cujo entendimento é fundamental quando se trata de redução de encargos com a energia. É proposta uma concepção de um controlador denominado Compensador Regenerativo de Potência, que utiliza conversor como fonte de tensão, associado a armazenadores de energia, o qual é capaz de armazenar energia quando a demanda estiver abaixo de valores contratados e injetar potência de volta ao sistema principal nos momentos de tarifas mais caras (horários de ponta), para redução de gastos de energia e equalização do perfil de consumo. Com informações obtidas através de ferramentas de gerenciamento de energia, atuações do compensador regenerativo são avaliadas e simulações de vários casos são apresentadas. A partir dos resultados, pode-se concluir sobre a viabilidade desta forma de compensação, plenamente justificada através de reduções significativas nos custos de energia para os consumidores finais. / The growth of non-linear loads, along with the increase of energy prices for final consumers, with additional tributes such as fines for either low or high power factor, higher energy prices at periods of consumption peaks, contracted limit overtaken, are the main incentive for the development of the present dissertation. Focusing at such problems, the main FACTS devices, proposed to the electrical systems, are investigated, taking into account the possibility of using voltage sourced converters (VSC) in the active and reactive power control, associated to energy storage devices. The knowledge of system disturbances is also important to reduce energy costs. Thus, electric power disturbances are also investigated. This work proposes a conception of a power controller named Regenerative Power Controller, composed of voltage source converter associated to energy storage devices, which is able to store energy within the periods when the contracted energy is above the present demand, and supply the stored energy to the main system during the periods of peak of demand, reducing energy costs. Some cases are evaluated using existing tools for energy management installed in real companies and considering the performance of the active power controller. From the results, the controller is widely justified, since it can reduce the costs of energy to final consumers.

Orientador: Dionízio Paschoareli Júnior / Banca: Falcondes Jose Mendes de Seixas / Banca: Kleiber David Rodrigues / Resumo: O número crescente de cargas não-lineares, bem como altas taxas de energia pagas pelos consumidores, com tributações adicionais, tais como multas por baixo ou alto fator de potência, tarifas elevadas em horários de ponta e necessidade de elevados contratos de demanda, para suprir possíveis ultrapassagens de contrato, estão entre as principais motivações técnicas para a realização desta pesquisa. Sob esta perspectiva, os principais controladores FACTS são apresentados, com enfoque principal nos controladores que utilizam conversores como fonte de tensão em sua concepção. Tais controladores são capazes de controlar potência ativa, a partir do armazenamento de energia na forma contínua, além do controle da potência reativa. São apresentados alguns dos principais distúrbios dos sistemas elétricos, cujo entendimento é fundamental quando se trata de redução de encargos com a energia. É proposta uma concepção de um controlador denominado "Compensador Regenerativo de Potência", que utiliza conversor como fonte de tensão, associado a armazenadores de energia, o qual é capaz de armazenar energia quando a demanda estiver abaixo de valores contratados e injetar potência de volta ao sistema principal nos momentos de tarifas mais caras (horários de ponta), para redução de gastos de energia e equalização do perfil de consumo. Com informações obtidas através de ferramentas de gerenciamento de energia, atuações do compensador regenerativo são avaliadas e simulações de vários casos são apresentadas. A partir dos resultados, pode-se concluir sobre a viabilidade desta forma de compensação, plenamente justificada através de reduções significativas nos custos de energia para os consumidores finais. / Abstract: The growth of non-linear loads, along with the increase of energy prices for final consumers, with additional tributes such as fines for either low or high power factor, higher energy prices at periods of consumption peaks, contracted limit overtaken, are the main incentive for the development of the present dissertation. Focusing at such problems, the main FACTS devices, proposed to the electrical systems, are investigated, taking into account the possibility of using voltage sourced converters (VSC) in the active and reactive power control, associated to energy storage devices. The knowledge of system disturbances is also important to reduce energy costs. Thus, electric power disturbances are also investigated. This work proposes a conception of a power controller named "Regenerative Power Controller", composed of voltage source converter associated to energy storage devices, which is able to store energy within the periods when the contracted energy is above the present demand, and supply the stored energy to the main system during the periods of peak of demand, reducing energy costs. Some cases are evaluated using existing tools for energy management installed in real companies and considering the performance of the active power controller. From the results, the controller is widely justified, since it can reduce the costs of energy to final consumers. / Mestre

Este trabalho apresenta uma metodologia para a alocação de fontes de reativos em sistemas de energia elétrica. A metodologia é baseada no multiplicador de Lagrange, o qual indica a sensibilidade entre a função objetivo perdas de potência ativa na transmissão, e as restrições injeções de potência reativa. Os multiplicadores de Lagrange são obtidos impondo-se as condições de estacionaridade à função Lagrangeana Aumentada, a qual é associada ao problema de Fluxo de Carga Ótimo. A metodologia é comparada com o método Simplex e com o sistema original. Testes foram realizados com os sistemas AEP14 e AEP30 que mostraram a eficiência da metodologia. / This work presents a methodology for the allocation of reactive sources in electrical power systems. The methodology is based on Lagrange\'s multiplier that points out the sensibility between the objective function - transmission active power loss and the constraints reactive power injections. The Lagrange\'s multipliers are obtained by imposing the conditions of stationarity at Augmented Lagrangeana function, that is connected to the Optimal Load Flow problem. The methodology is compared with the Simplex method and the original system. Tests were canied out with AEP14 and AEP30 systems, that showed the efficiency of the methodology.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / This paper proposes an adaptive protection system (SPA) developed in Matlab, in order to make the smart grid for greater flexibility reliability and security of the electric power system the protection system proposed is able to assist in the study of protection by the choice of settings to be entered in the relay once the mains relays are parameterized adaptive protection is responsible for discerning between a change of setting group or send new settings this decision is taken by the SPA in the control center and sent to the grid relays in real time the SPA was tested in a medium voltage distribution grid and the sending of change protection setting was validated using SEL-751 relay using communication via Telnet based on testing the proposed SPA acted properly ensuring selectivity and coordination of the protection system / Este trabalho propÃe um sistema de proteÃÃo adaptativa (SPA) desenvolvido em Matlab com o intuito de tornar a rede elÃtrica inteligente para maior flexibilidade confiabilidade e seguranÃa do sistema elÃtrico de potÃncia o sistema de proteÃÃo proposto à capaz de auxiliar no estudo de proteÃÃo para a escolha dos ajustes a serem inseridos no relà uma vez que os relÃs da rede elÃtrica estejam parametrizados a proteÃÃo adaptativa à responsÃvel por discernir entre uma mudanÃa de grupo de ajuste ou envio de novos ajustes essa decisÃo à tomada pelo SPA no centro de controle e enviada aos relÃs da rede em tempo real o SPA foi testado em uma rede de distribuiÃÃo de mÃdia tensÃo e o envio de mudanÃa de ajuste da proteÃÃo foi validado em relà SEL-751 usando comunicaÃÃo via Telnet com base nos testes realizados o SPA proposto atuou corretamente garantindo seletividade e coordenaÃÃo do sistema de proteÃÃo

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-15T17:29:47Z No. of bitstreams: 1 bernardojacquesdelgadocosta.pdf: 7161081 bytes, checksum: 43a871813092712bd1059913da9e445f (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T16:01:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bernardojacquesdelgadocosta.pdf: 7161081 bytes, checksum: 43a871813092712bd1059913da9e445f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T16:01:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bernardojacquesdelgadocosta.pdf: 7161081 bytes, checksum: 43a871813092712bd1059913da9e445f (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Este trabalho propõe um método capaz de promover, em tempo real e de forma automática, a restauração de um sistema elétrico de distribuição radial frente a uma contingência em qualquer ponto, utilizando somente dados facilmente obtidos pelos equipamentos de proteção e controle disponíveis, tais como: valores de tensão, corrente, fator de potência e estado do equipamento. Devido à característica de operação autônoma do método, são considerados apenas os equipamentos telecontrolados instalados na rede. Muitos métodos têm sido propostos para o problema de restabelecimento de energia em sistemas de distribuição. Entretanto, em sua maioria, são dependentes de dados da rede que não podem ser facilmente obtidos, tais como os valores de impedância das linhas, demanda das cargas, entre outros dados. Além disso, normalmente são propostos planos de restabelecimento que deverão ser analisados pelo operador do Centro de Operações da Distribuição (COD) para que ele, posteriormente, execute as ações necessárias para o restabelecimento do sistema. O método proposto pode ser resumido como segue. Após a atuação do dispositivo de proteção frente a uma falta, o algoritmo entra em operação e identifica a área afetada, promovendo o isolamento dos trechos com defeito. Feito isso, é realizada uma análise das possibilidades de restauração do sistema, que se baseia na seleção de trechos pertencentes a alimentadores adjacentes à área afetada, que atendam algumas restrições. Após a seleção, é realizado um teste de todas as combinações possíveis de serem realizadas com esses trechos e a melhor solução é executada, podendo essa ser baseada no maior número de cargas restabelecidas ou na restauração do maior número de cargas prioritárias. / This work proposes a method capable of promoting, in real time and automatically, the restoration of a radial distribution system after a contingency at any point, using only data easily obtained by the available protection and control equipments, such as: voltage, current, power factor and equipment status. Due to the automatic operation feature of the method, only the equipments with remote control installed in the network are considered. Many methods have been proposed for the problem of distribution systems restoration. However, most rely on network data that cannot be easily obtained, such as line impedance, load demand, and other data. In addition, the proposed restoration plans should normally be reviewed by the operator of Distribution Operations Center (DOC), so that he can then take the necessary steps to restore the system. The proposed method can be summarized as follows. After the protection device acts against a fault, the algorithm starts and identifies the affected area, promoting the isolation of the faulty sections. Once this is done, an analysis is made of the possibilities of system restoration, which is based on the selection of sections belonging to adjacent feeders of the affected area, which meet some restrictions. After the selection, all possible combinations to be performed with these sections are tested and the best solution is performed, which can be based on the largest number of loads restored or the restoration of the largest number of priority loads.

Orientador: Fábio Bertequini Leão / Resumo: Este trabalho apresenta modelos de programação não linear e linear inteira binária como novos métodos para resolver o problema de diagnóstico de faltas em sistemas de transmissão de energia elétrica. Os modelos de otimização são desenvolvidos com base no conjunto de coberturas mínimas e possui como restrições as equações que descrevem a lógica e a filosofia de proteção empregadas por empresas de energia elétrica. As equações de restrições modelam a associação dos alarmes dos relés de proteção informados pelo sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA) com os estados esperados das funções dos relés de proteção. Os modelos de programação matemática realizam o diagnóstico de falta em uma única etapa, identificando a seção em falta através da análise dos estados dos disjuntores e das funções de proteção associadas a cada equipamento do sistema elétrico. O modelo proposto é um problema muito complexo de programação não linear inteira binária, portanto é reformulado como outro problema, em que algumas expressões são linearizadas, o que resulta em um modelo matemático de programação linear inteiro binário. A solução ótima obtida pelo modelo proposto é encontrada utilizando solvers comerciais de programação matemática. Os resultados obtidos mostram eficiência e robustez do modelo matemático. Na literatura, o problema de diagnóstico de falta é resolvido principalmente por técnicas heurísticas, portanto, o método proposto é inovador. / Doutor

<p>  </p> <p>Many machine learning models exist for battery management systems to utilize. Few have been shown to work. This work focuses on gathering data from cycling battery packs and sending this data directly to machine learning models built off robust datasets for applying the resulting predicted values and outputs directly on top of real-time systems. A parasitic sensor network was created composed of a main microcontroller, a host CPU, and various sensors including resistance temperature detection devices (RTDs), a voltage measurement circuit, current measurement circuit, and an accelerometer/gyroscope. The resulting network was integrated parasitically with a 4-cell 18650 SONY VTC6 battery pack, then tested both on-ground and in-flight with a commercial quadcopter. Real-time data for the battery pack with four cells in series was gathered. This real-time data stream was then integrated with data-driven neural network algorithms trained on various 18650 datasets and a real physical model to finalize the “AI BMS”. Using the power of non-linear models to infer battery health impacts not normally considered in battery management systems, the “AI BMS” was able to use low-fidelity real-time data in conjunction with a powerful multi-faceted model to make predictive decisions about battery health characteristics on top of normal system operations.</p>