Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Benemar Alencar de Souza / Banca: Jorge Coelho / Resumo: Nesta tese busca-se uma solução para o problema de cálculo de perdas elétricas para grande parte das empresas distribuidoras de energia elétrica. As perdas de energia em sistemas de distribuição vêm recebendo uma maior atenção por parte das empresas de energia elétrica de todo o mundo. Isto se deve principalmente aos elevados índices de perdas nãotécnicas (associadas a ligações ilegais, falhas na medição, etc.), em especial em países em desenvolvimento como o Brasil. Porém, para se chegar aos valores de perdas não-técnicas dos sistemas busca-se um método que calcule as perdas técnicas, e por subtração das perdas totais, obtê-las. O cálculo das perdas técnicas de forma precisa requer uma análise detalhada do sistema de distribuição, e consequentemente uma base de dados completa e atualizada, o que dificilmente as empresas possuem. Propõe-se, portanto, um método para o cálculo das perdas técnicas que identifique essas perdas de forma consistente, porém utilizando-se de uma base de dados de fácil obtenção em todas as empresas do setor. Dentre esses dados, têmse as curvas de carga medidas nas subestações (ou até mesmo nos alimentadores) através de medidores eletrônicos. Assim, com essas curvas é utilizado um método de alocação de carga que distribui o carregamento da subestação (ou alimentador) para os transformadores. Com a utilização do fator de perdas, também obtido pelas curvas de cargas medidas, têm-se as perdas técnicas de energia nas redes de distribuição. Os cálculos das perdas técnicas são realizados nos principais segmentos da rede: redes de média tensão, transformadores, circuitos de baixa tensão e outros (incorpora os demais segmentos e componentes em que as perdas ocorrem). Além da alocação de carga nos transformadores, outra característica importante do método proposto é a utilização... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is aimed at solving the problem of calculating electrical losses for distribution networks. Electrical losses have been and continue to be a concern for distribution network operators (DNOs) around the world. In many developing countries, such as Brazil, this concern is mainly due to non-technical losses (related to illegal connections, measurement errors, etc.). Consequently, to evaluate the non-technical losses of a given distribution system it is required a methodology that computes the technical losses, and then by subtracting them from the total losses the non-technical ones can be also obtained. To accurately calculate technical losses it is needed a detailed analysis of the distribution network, and therefore a complete and updated database. However, such a data is hardly available at distribution companies. Thus, here it is proposed a method for the calculation of technical losses that indentifies those non-technical ones in a consistent fashion, using those databases already available at most distribution companies. The data includes load curves measured at the substations (or the feeders) by electronic meters. With this load curves a load allocation method is used to distribute the aggregated load from the substation (or the feeder) among the distribution transformers. By using a loss factor, also obtained from the measured load curves, it is possible to compute the technical energy losses of the distribution networks. These calculations of technical losses are carried out at the main segments of the network: medium voltage networks, transformers, low voltage circuits and 'others' (including the remaining segments and components where the losses occur). In addition to the load allocation at the transformers, another important characteristic of the proposed methodology is the usage of a power flow algorithm for... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-29Bitstream added on 2014-06-13T19:40:16Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_me_dr_ilha.pdf: 1452822 bytes, checksum: d810cdb7059cc5a2eb08ba3ffba50fe7 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nesta tese busca-se uma solução para o problema de cálculo de perdas elétricas para grande parte das empresas distribuidoras de energia elétrica. As perdas de energia em sistemas de distribuição vêm recebendo uma maior atenção por parte das empresas de energia elétrica de todo o mundo. Isto se deve principalmente aos elevados índices de perdas nãotécnicas (associadas a ligações ilegais, falhas na medição, etc.), em especial em países em desenvolvimento como o Brasil. Porém, para se chegar aos valores de perdas não-técnicas dos sistemas busca-se um método que calcule as perdas técnicas, e por subtração das perdas totais, obtê-las. O cálculo das perdas técnicas de forma precisa requer uma análise detalhada do sistema de distribuição, e consequentemente uma base de dados completa e atualizada, o que dificilmente as empresas possuem. Propõe-se, portanto, um método para o cálculo das perdas técnicas que identifique essas perdas de forma consistente, porém utilizando-se de uma base de dados de fácil obtenção em todas as empresas do setor. Dentre esses dados, têmse as curvas de carga medidas nas subestações (ou até mesmo nos alimentadores) através de medidores eletrônicos. Assim, com essas curvas é utilizado um método de alocação de carga que distribui o carregamento da subestação (ou alimentador) para os transformadores. Com a utilização do fator de perdas, também obtido pelas curvas de cargas medidas, têm-se as perdas técnicas de energia nas redes de distribuição. Os cálculos das perdas técnicas são realizados nos principais segmentos da rede: redes de média tensão, transformadores, circuitos de baixa tensão e outros (incorpora os demais segmentos e componentes em que as perdas ocorrem). Além da alocação de carga nos transformadores, outra característica importante do método proposto é a utilização... / This work is aimed at solving the problem of calculating electrical losses for distribution networks. Electrical losses have been and continue to be a concern for distribution network operators (DNOs) around the world. In many developing countries, such as Brazil, this concern is mainly due to non-technical losses (related to illegal connections, measurement errors, etc.). Consequently, to evaluate the non-technical losses of a given distribution system it is required a methodology that computes the technical losses, and then by subtracting them from the total losses the non-technical ones can be also obtained. To accurately calculate technical losses it is needed a detailed analysis of the distribution network, and therefore a complete and updated database. However, such a data is hardly available at distribution companies. Thus, here it is proposed a method for the calculation of technical losses that indentifies those non-technical ones in a consistent fashion, using those databases already available at most distribution companies. The data includes load curves measured at the substations (or the feeders) by electronic meters. With this load curves a load allocation method is used to distribute the aggregated load from the substation (or the feeder) among the distribution transformers. By using a loss factor, also obtained from the measured load curves, it is possible to compute the technical energy losses of the distribution networks. These calculations of technical losses are carried out at the main segments of the network: medium voltage networks, transformers, low voltage circuits and ‘others’ (including the remaining segments and components where the losses occur). In addition to the load allocation at the transformers, another important characteristic of the proposed methodology is the usage of a power flow algorithm for... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Luis Carlos Origa de Oliveira / Banca: José Carlos Rossi / Banca: Olivio Carlos Nascimento Souto / Resumo: O presente trabalho avalia a viabilidade técnica da aplicação de compensação reativa em circuitos secundários aéreos de baixa tensão, através da aplicação de capacitores e / ou filtros para aplicação em Baixa Tensão, buscando assim uma otimização dos reativos presentes nas redes secundárias. Considerando-se as constantes mudanças que vêm ocorrendo no cenário de distribuição de energia elétrica, devido ao grande avanço da eletrônica de potência e de cargas não lineares cada vez mais presentes no sistema elétrico, fazem-se necessários estudos para diagnosticar como e em que níveis tais mudanças podem estar afetando as características das redes de distribuição. Verifica-se que tais cargas, possuem um baixo fator de potência, e podem aumentar significativamente o nível de correntes harmônicas devido às técnicas de chaveamento utilizadas nestes dispositivos. Com isto, acentuam-se os problemas da propagação das distorções de forma de onda das correntes às tensões da rede, além de aumentar consideravelmente as perdas de energia elétrica ao longo de seus condutores e transformadores. Há necessidade de se conhecer as características dessas cargas de forma a permitir a correta modelagem das mesmas. O objetivo deste trabalho é identificar o perfil da rede secundária frente aos níveis de harmônicos e fator de potência, permitindo a adequada aplicação de filtros e capacitores para instalação no secundário dos transformadores de distribuição, visando a correção do fator de potência nos circuitos, redução do reativo circulante, das perdas elétricas e eventualmente dos níveis de distorção harmônica. Avaliando-se as interferências no carregamento dos transformadores de distribuição e melhoria do perfil da tensão de alimentação. Neste sentido, foi feita uma campanha de monitoramento em alguns circuitos selecionados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper seeks to evaluate the technical feasibility of applying for compensation reactive side air circuits in low-voltage, by the application of capacitors and / or filters for use in the Low Voltage, thereby seeking an optimization of reactive present in the secondary networks. Analysis with a focus on secondary distribution network should consider a new factor, which is the proliferation of non-linear loads. Considering the constant changes that are occurring in the scenario of distribution of electric energy, due to the general advancement of power electronics and nonlinear loads increasingly present in the electrical system, are made necessary studies to diagnose how and to what levels such changes may be affecting the characteristics of distribution networks. It appears that such loads, have a low power factor, and can significantly increase the level of harmonic currents because of the techniques used in these switching devices. With this, stressing the problems of the spread of distortions of waveform of the current tensions to the network, in addition to considerably increase the loss of power over their drivers and processors. Thus, the objective of this study is to identify the profile of the network front secondary levels of harmonics and power factor, allowing the proper implementation of filters and capacitors for installation of transformers in the secondary distribution, aiming to correct the power factor in circuits, Reducing the reactive stock, loss of electrical and possibly the levels of harmonic distortion. Judging is interference in the shipment of processors for distribution and improving the profile of the supply voltage. In this sense, there was a campaign tracking in some selected circuits, computer simulations were also conducted, equipment developed and deployed pilot projects. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-17Bitstream added on 2014-06-13T18:49:33Z : No. of bitstreams: 1 mertensjunior_ea_me_ilha.pdf: 1934720 bytes, checksum: fe7d7a9f65b7d36be8112ffea7f317ae (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho avalia a viabilidade técnica da aplicação de compensação reativa em circuitos secundários aéreos de baixa tensão, através da aplicação de capacitores e / ou filtros para aplicação em Baixa Tensão, buscando assim uma otimização dos reativos presentes nas redes secundárias. Considerando-se as constantes mudanças que vêm ocorrendo no cenário de distribuição de energia elétrica, devido ao grande avanço da eletrônica de potência e de cargas não lineares cada vez mais presentes no sistema elétrico, fazem-se necessários estudos para diagnosticar como e em que níveis tais mudanças podem estar afetando as características das redes de distribuição. Verifica-se que tais cargas, possuem um baixo fator de potência, e podem aumentar significativamente o nível de correntes harmônicas devido às técnicas de chaveamento utilizadas nestes dispositivos. Com isto, acentuam-se os problemas da propagação das distorções de forma de onda das correntes às tensões da rede, além de aumentar consideravelmente as perdas de energia elétrica ao longo de seus condutores e transformadores. Há necessidade de se conhecer as características dessas cargas de forma a permitir a correta modelagem das mesmas. O objetivo deste trabalho é identificar o perfil da rede secundária frente aos níveis de harmônicos e fator de potência, permitindo a adequada aplicação de filtros e capacitores para instalação no secundário dos transformadores de distribuição, visando a correção do fator de potência nos circuitos, redução do reativo circulante, das perdas elétricas e eventualmente dos níveis de distorção harmônica. Avaliando-se as interferências no carregamento dos transformadores de distribuição e melhoria do perfil da tensão de alimentação. Neste sentido, foi feita uma campanha de monitoramento em alguns circuitos selecionados... / This paper seeks to evaluate the technical feasibility of applying for compensation reactive side air circuits in low-voltage, by the application of capacitors and / or filters for use in the Low Voltage, thereby seeking an optimization of reactive present in the secondary networks. Analysis with a focus on secondary distribution network should consider a new factor, which is the proliferation of non-linear loads. Considering the constant changes that are occurring in the scenario of distribution of electric energy, due to the general advancement of power electronics and nonlinear loads increasingly present in the electrical system, are made necessary studies to diagnose how and to what levels such changes may be affecting the characteristics of distribution networks. It appears that such loads, have a low power factor, and can significantly increase the level of harmonic currents because of the techniques used in these switching devices. With this, stressing the problems of the spread of distortions of waveform of the current tensions to the network, in addition to considerably increase the loss of power over their drivers and processors. Thus, the objective of this study is to identify the profile of the network front secondary levels of harmonics and power factor, allowing the proper implementation of filters and capacitors for installation of transformers in the secondary distribution, aiming to correct the power factor in circuits, Reducing the reactive stock, loss of electrical and possibly the levels of harmonic distortion. Judging is interference in the shipment of processors for distribution and improving the profile of the supply voltage. In this sense, there was a campaign tracking in some selected circuits, computer simulations were also conducted, equipment developed and deployed pilot projects.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-06-01T22:22:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Mesquita Tonhá - 2017.pdf: 3159304 bytes, checksum: 5bac33b411dcef9b02cd77d8fda8d1a8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-06-02T11:12:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Mesquita Tonhá - 2017.pdf: 3159304 bytes, checksum: 5bac33b411dcef9b02cd77d8fda8d1a8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T11:12:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Mesquita Tonhá - 2017.pdf: 3159304 bytes, checksum: 5bac33b411dcef9b02cd77d8fda8d1a8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-04-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Electricity distribution networks around the world are able to receive generators installed along their length. As the studies of the impacts of distributed generators emerge and deepen in the solution of the problems arising from the granting of installation of DGs, their benefits become more attractive than impediments not yet overcome and their dissemination becomes a irreversible tendency. One of the inconveniences faced by enterprising to the electrical system is the power limitation to be injected in the network to the situation that the enterprising one behaves like exporter, this limitation can become a factor of discouraging his input in the system. In this sense, this work searches through a well-known tool of load flow - OpenDSS to carry out tests proposing the substitution of the conductor in part of the network in order to enable more ambitious distributed generation projects from the point of view of the injected power. In addition, the impact of the voltage regulator, often found in the networks, on the maximum permissible potency to be inserted in the studied network, as well as the impact on the electric losses profile and the proposed overcurrent protection are also analyzed. The tests demonstrated that the substitution of the conductor was adequate for the maximization of power, especially when the network operates with voltage regulator. In view of the distributed generation connection and the replace the cable proposed of part of the network, the losses presented a relative reduction and the protection times were reduced due to the necessary replacement of some devices / As redes de distribuição de energia elétrica em todo o mundo encontram-se aptas a receber geradores instalados ao longo de sua abrangência. À medida que os estudos dos impactos dos geradores distribuídos surgem e se aprofundam na solução dos problemas provenientes da concessão de instalação de GD’s, seus benefícios mostram-se mais atrativos que os impedimentos ainda não superados e sua disseminação torna-se uma tendência irreversível. Um dos inconvenientes enfrentados por acessantes ao sistema elétrico é a limitação de potência a ser injetada na rede para a situação que o acessante se comporte como exportador, essa limitação pode se tornar um fator de desestímulo à sua entrada no sistema. Nesse sentido, este trabalho busca através de uma ferramenta conceituada de fluxo de carga - OpenDSS realizar testes propondo a substituição do condutor em parte da rede a fim de viabilizar projetos de geração distribuída mais ambiciosos do ponto de vista da potência injetada. Além disso, o impacto do regulador de tensão, frequentemente encontrado nas redes, sobre a potência máxima admissível a ser inserida na rede estudada, bem como o impacto sobre o perfil das perdas elétricas e da proposta de proteção de sobrecorrente são também analisados. Os testes demonstraram que a substituição do condutor se mostrou adequada à maximização de potência, em especial quando a rede opera com regulador de tensão. Diante da proposta de recondutoramento de parte da rede, as perdas apresentaram redução relativa e os tempos de atuação da proteção foram reduzidos em razão da substituição necessária de alguns dispositivos.

The topic of the thesis is economical appraising of run the power from cogeneration units to different voltage level. There is sloves in the text, how and under what conditions we can find an optimal solution for the deployment of cogeneration units to the electricity network. The main criterion is the loss of networks and their economic evaluation. We are a description of the different types of cogeneration units, the economic balance and a treatise on losses in electrical networks.

Wind power installations have seen a significant rise all over the world in the past decade. Further significant growth is expected in the future. The UK’s ambitions for offshore wind installations are reflected through Round 1, 2 and 3 projects. It is expected that Round 3 alone will add at least 25 GW of offshore wind generation into the system. Current research knowledge is mostly limited to smaller wind farms, the aim of this research is to improve offline and online modelling techniques for large offshore wind farms. A critical part of offline modelling is the design of the wind farm. Design of large wind farms particularly requires careful consideration as high capital costs are involved. This thesis develops a novel methodology which leads to a cost-effective and reliable design of an offshore wind farm. A new industrial-grade software tool is also developed during this research. The tool enables multiple offshore wind farm design options to be built and tested quickly with minimal effort using a Graphical User Interface (GUI). The GUI is designed to facilitate data input and presentation of the results. This thesis also develops an improved method to estimate a wind farm’s energy yield. Countries with large-scale penetration of wind farms often carry out wind energy curtailments. Prior knowledge of estimated energy curtailments from a wind farm can be advantageous to the wind farm owner. An original method to calculate potential wind energy curtailment is proposed. In order to perform wind energy curtailments a network operator needs to decide which turbines to shut down. This thesis develops a novel method to identify turbines inside a wind farm that should be prioritised for shut down and given priority when scheduling preventive maintenance of the wind farm. Once the wind farm has been built and connected to the network, it operates as part of a power system. Real-time online simulation techniques are gaining popularity among system operators. These techniques allow operators to carry out simulations using short-term forecasted wind conditions. A novel method is proposed to probabilistically estimate the power production of a wind farm in real-time, taking into account variation in wind speed and effects of turbulence inside the wind farm. Furthermore, a new probabilistic aggregation technique is proposed to establish a dynamic equivalent model of a wind farm. It determines the equivalent number and parameters of wind turbines that can be used to simulate the dynamic response of the wind farm throughout the year.

This thesis explores the losses occurring in a specific region located in the southern part of Eskilstuna, where ESEM serves as the network owner. The study places particular emphasis on power factor and load factor as key factors. Its objective is to analyze and comprehend the extent of losses in the network and their implications. The results demonstrate that losses in the chosen area of the Eskilstuna network align with prior research and theoretical expectations. Based on calculations, the losses in this network segment amount to approximately 483 MWh per year, corresponding to a cost of approximately 272,000 Swedish Kronor for ESEM in 2022. The method of studies is based on calculations, analyzer, and literature studies to achieve a reliable result. The results show that losses within the selected area of the Eskilstuna network are consistent with previous research and theoretical expectations. Of the total loss, there are some customers who show larger losses compared to the average case. These customers were identified, and a summary analysis was made of their power factor and load factor standard deviation. These losses depend on various factors, such as the existence of reactive power, technical and non-technical losses. Measures to deal with these problems are suggested based on previous research and literature studies. Optimization of transformers, phase compensation and monitoring are some of these measures. This study provides significant insights into power grid losses and proposes potential strategies to mitigate these losses in the examined region. By minimizing such losses, ESEM has the potential to enhance the efficiency of the electrical grid, lower carbon dioxide emissions, and enhance economic outcomes for energy producers, the electricity grid operator, and consumers. For continued progress in the field, further research, and implementation of the proposed measures to streamline the power grid and reduce losses in the future is recommended. / Elnätförluster har konsekvenser för miljön, energisystemet och slutanvändarna. När energi går förlorad i elnätet minskar den totala effektiviteten i systemet och ökar belastningen på kraftgenereringen. Detta kan leda till ökade kostnader för energiproducenter och potentiellt högre priser för konsumenterna. Dessutom kan ökade elnätförluster bidra till en ökning av koldioxidutsläppen från kraftverken och därmed ha en negativ miljöpåverkan. Syftet med studien är att undersöka det befintliga elnätet i det utvalda området genom analys av data från mät-elnätavdelningen i ESEM. Metoden för studien är baserad på beräkningar, analyser och litteraturstudier för att uppnå ett pålitligt resultat. Resultaten visar att förluster inom det valda området av Eskilstunanätverket överensstämmer med tidigare forskning och teoretiska förväntningar. Baserat på beräkningar uppgår förlusterna i detta nätsegment till cirka 483 MWh, vilket motsvarar en kostnad på cirka 272 000 svenska kronor för ESEM 2022. Av den totala förlusten finns det vissa kunder som uppvisar större förluster jämfört med genomsnittsfallet. Dessa kunder identifierades, och en översiktsanalys gjordes av deras effektfaktor och standardavvikelse för belastningsfaktorn. Dessa förluster beror på olika faktorer, såsom existensen av reaktiv effekt, tekniska och icke-tekniska förluster. Åtgärder för att hantera dessa problem föreslås baserat på tidigare forskning och litteraturstudier. Optimering av transformatorer, faskompensering och övervakning är några av dessa åtgärder. Denna studie bidrar med viktig kunskap om elnätförluster och identifierar potentiella åtgärder för att minska förlusterna i det studerade området. Genom att minska förlusterna kan man öka elnätets effektivitet, minska koldioxidutsläppen och förbättra ekonomiska aspekter för energiproducenter, elnätägaren och konsumenter. För fortsatta framsteg inom området rekommenderas ytterligare forskning och implementering av de föreslagna åtgärderna för att effektivisera elnätet och minska förlusterna i framtiden.