Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-05-18Bitstream added on 2014-06-13T18:08:27Z : No. of bitstreams: 1 barros_ac_me_ilha.pdf: 537823 bytes, checksum: 11c161179ae4dad9ba89c41455601030 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia, para detecção e classificação de faltas de curto-circuito, direcionada para os eventos de alta impedância em subestações de energia elétrica. A detecção é executada por um cálculo algébrico simples via observação da diferença absoluta entre o valor eficaz médio estimado e o valor eficaz medido a partir da oscilografia das correntes trifásicas. Caso seja detectada a anomalia de corrente, procede-se a sua classificação baseada na lógica fuzzy. Trata-se de um problema que apresenta maiores dificuldades de identificação e classificação, tendo em vista que tais perturbações são sutis, o que se diferenciam em relação aos eventos caracterizados como de baixa e ou de média impedância. Os distúrbios de alta impedância, muitas vezes, não são detectados pelo sistema proteção. Neste caso, o sistema de proteção consideraos como uma operação em regime permanente, não distinguindo entre uma falta de alta impedância e um aumento/diminuição da corrente elétrica em decorrência das variações da demanda solicitada pelos consumidores. Ressalta-se que a metodologia, aqui proposta, segue os princípios formulados na referência Decanini (2008), com as devidas adaptações ao problema associado às faltas de alta impedância. A metodologia, proposta neste trabalho, usa dados oscilográficos que são processados de modo que a detecção e classificação das faltas possam ser estimadas através de um conjunto de características extraídas dos sinais de correntes. Este conjunto de característica é classificado pela lógica nebulosa e sua saída resulta na indicação do tipo da falta. Deve-se ressaltar que este algoritmo além de ser eficiente na detecção e classificação de faltas de alta impedância, sua eficiência destacase também na localização e detecção de faltas de baixa impedância... / This work presents a methodology to detect and classify short circuit faults principally for high impedance occurrences in electrical power systems. The detection is executed by a simple algebraic calculus observing the absolute difference with the efficient medium estimated value and the efficient value measured from the oscillogram of the three-phase currents. When a current anomaly is detected the classification is based on the fuzzy logic. It is a problem that presents some difficulties in identification and classification, considering that these perturbations are little which are different from the events characterized as low or medium impedance. The high impedance perturbations sometimes are not detected by the protection system. In this case, the protection system considers as one operation in steady state, and do not distinguish with a high impedance fault or an increasing/ decreasing of the electrical current due to the demand variation requested by the users. It is emphasized that the proposed methodology follows the fundamentals according the reference Decanini (2008), with the adaptations to the associated problem to the high impedance faults. The proposed methodology use oscillogram data that are processed in a way that the detection and classification of the faults are estimated by a set of characteristics from the current signals. This set is classified by logic fuzzy and the output results on the type of the fault. It is emphasized that this algorithm besides being efficient is detecting and classifying high impedance faults, is also efficient in localizing and detecting low impedance faults. The necessary data for the diagnosis of the faults were obtained by simulation of a radial feeder model with the ATP software. Results are satisfactory and show the viability of the proposed methodology that is faster for obtaining the solutions and is able to detect... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-29Bitstream added on 2014-06-13T20:08:32Z : No. of bitstreams: 1 silva_jc_me_ilha.pdf: 1010789 bytes, checksum: a84b17aed6b6f7d04d9f6dccf3bfed74 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Os efeitos de compensação série em uma linha de transmissão sobre a potência sincronizante entre máquinas de um sistema de energia elétrica são considerados mediante análises da matriz admitância de barra, focando as admitâncias de transferência entre máquinas. Com este propósito, faz-se a redução da matriz que descreve a rede às barras internas das máquinas, preservando, no entanto, os efeitos da ação do compensador na capacidade de sincronização entre máquinas do sistema, definindo o Coeficiente de Eficácia e o Fator de Efeito da compensação sobre a admitância de transferência. Alguns estudos de casos foram efetuados com a finalidade de observar o comportamento do Fator de Efeito, visando, além de validar sua utilização para descrever o desempenho do sistema de potência com atuação de um TCSC, considerar sua habilidade em discriminar ligações entre máquinas que são mais severamente afetadas pela compensação série de outras que são pouco ou nada afetadas. Embora os testes tenham sido aplicados a sistemas exemplo de pequeno porte, os resultados obtidos são promissores / The main concern lies in the TCSC action installed in a multimachine power system. The device effects upon the synchronizing power are taken into account by means of bus admittance matrix, focusing the intermachine transfer admittances. Since the purpose is to analyze the transfer admittances between machines, the bus admittance matrix is reduced to the machines internal busses preserving the compensator action effects by means of coefficients defined in order to evaluate the effectiveness and effect of the device action upon the intermachines synchronizing capacity. Some cases were evaluated in order to observe the effectiveness coefficient and effect factor as a power system performance descriptor with a TCSC action. The ability of the effect factor in pointing out intermachines connections that are more or less affected by the compensator is investigated. Although tests were applied to small sample systems, the obtained results are considered very promising

Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-05T15:02:58Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2263650 bytes, checksum: 4d60464c07f78fb9c03a13252617e730 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-05T15:02:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2263650 bytes, checksum: 4d60464c07f78fb9c03a13252617e730 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work to characterize a thermoelectric device as a electrical power generator. For this propose, a thermoelectric cell was submit to different temperature profiles on his faces. The application of heat on the device was made through a feeded back controled structure with cascade Peltier cells, temperature sensors and current circuit drivers. The execution and the monitoring of this was made by an interface of acquisition and data control connected to the computer and managed by a software dedicated to this application. With this experiments was observed the electrical voltage response from the thermoelectric device in relation to temperatures applied to his faces. Also was inserted a resistive charge for behavior analysis of the electrical power provided by the device. Among the obtained results, stand out the variation of the Seebeck coefficient when the average of work’s temperature changes. The power provided by the thermoelectric device setted as generator comes to 95 mW when submitted to a temperature difference ((ΔT) in 40 ºC. The power and current curves are showed in relation to the voltage generated by the device. / Este trabalho caracteriza um dispositivo termoelétrico como gerador de energia elétrica. Para tal propósito, uma célula termoelétrica foi submetida a diferentes perfis de temperatura em suas faces.A aplicação de calor no dispositivo foi feita através de uma estrutura de controle retroalimentada composta por células de Peltier em cascata,sensores de temperatura e circuitos condicionadores de corrente. A execução e o monitoramento do sistema foram feitos através de uma interface de aquisição e controle de dados, conectada a um computador e gerenciada por um software dedicado a aplicação. Com estes experimentos foi observada a resposta da tensão elétrica do dispositivo termoelétrico em relação às temperaturas aplicadas em suas faces. Também foi inserida uma carga resistiva para analise do comportamento da potência elétrica fornecida pelo dispositivo. Dentre os resultados obtidos, destaca-se a variação do coeficiente de Seebeck quando é variada a temperatura média de trabalho. A potência fornecida pelo dispositivo termoelétrico configurado como gerador chega a 95 mW quando submetido a uma diferença de temperatura (ΔT) de 40 ºC.A curva de potência e corrente elétrica são apresentadas em relação à tensão gerada pelo dispositivo.

Thesis (MTech(Electrical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2011 / In a situation, where there is a shortage of power generation or the power stations are operating with a very low reserve margin, as is typically the current position in South Africa, there is a need to operate distribution network at the highest possible efficiency by utilising network power loss reduction techniques. Such techniques are especially important when contingencies occur as they tend to increase loss, reduce efficiencies and cause power supplies to such networks to increase. This increase can cause the network or multiples of such networks to be load shed as the power stations do not have the reserve margins to meet this increased demand. The ideal situation would thus be to minimise network loss and in so doing decrease the amount of power needed and possibly avoid load shedding. Thus, there is a need to study efficiency, network loss reduction under contingency conditions and this is the focus of the research. Most large urban distribution networks are operated as ring main networks. Ring networks are considered to have less power loss. However, a major component in a ring network can cause the loss to substantially increase; resulting in power shortage in the network. There is an urgency to eliminate high network loss. An efficiency plan was developed for a large ring network that reduces the loss so that its input power can be decreased. In this way, the available power existing due to the contingency can be more evenly spread, and the number of ring main networks to be load shed could be reduced.

O processo de estimação de estado em sistemas elétricos de potência está sujeito a três tipos de erros: erros nas medidas analógicas (erros grosseiros); erros devido a informações erradas quanto aos estados de chaves e/ou disjuntores (erros topológicos) e erros causados por informações erradas de algum parâmetro do sistema (erros de parâmetros). É drástico o efeito de erros de parâmetros, para o processo de estimação de estado, normalmente intolerável, sendo, entretanto, menos evidente que os erros grosseiros e topológicos. Aproveitando o fato de que certas medidas não sofrem mudanças significativas de valor, durante um determinado intervalo de tempo, propõe-se uma metodologia para estimação de estado e parâmetros de linhas de transmissão. Na metodologia proposta, que se baseia nas equações normais, o vetor de estado convencional é aumentado para a inclusão dos parâmetros a serem estimados. Este vetor de estado aumentado é então estimado através de uma grande quantidade de medidas, obtidas em diversas amostras, durante um intervalo de tempo em que as variáveis de estado do sistema não tenham sofrido alterações significativas de valor. Esta situação ocorre tipicamente à noite, fora dos horários de pico. Propõe-se também uma metodologia para análise de observabilidade para o estimador proposto. Para comprovar a eficiência das metodologias propostas, vários testes foram realizados, utilizando os sistemas de 6, 14 e 30 barras do IEEE. / The process of power system state estimation is subjected to three types of errors: errors in analogical measurements (gross errors), incorrect information about the status of switching devices (topology errors) and incorrect information about the model of the systems equipment (parameter errors). The effects of parameter errors on the process of power system state estimation are drastic and less evident to detect than gross and topology errors. Taking advantage of the fact that a certain fraction of the measurements varies over a small range in a certain period of time, a methodology to estimative transmission line parameters and state based on normal equations has been proposed. In such methodology, which is based on normal equations, the traditional state vector is expanded to include the parameters to be estimated. This augmented state vector is estimated through a large collection of measurements, recorded within several snapshots of the power system, during which the actual system state varies over a small range. This situation typically occurs during the night off-peak periods. An observability analysis methodology is also proposed for the presented estimator. To prove the efficiency of the methodologies, several tests were made using the systems of 6, 14 and 30 buses from IEEE.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Julio Cesar Roma Buzar.pdf: 804000 bytes, checksum: 0c2294a9e066eb31981b51015c924c90 (MD5) Previous issue date: 2003-11-28 / This work presents a methodology to investigate high voltage control problems in electrical power systems based on steady stated and time domain computer simulations. The steady state analyses determine the V-Q curves using conventional power flow models. Time domain simulation uses conventional transient stability models to reproduce the phenomenon in details and to validate steady state results. This methodology is tested in the October 10th events with particular interest in the state of Maranhão power system behavior. The results reveal that the events cause voltage control problems in the area under investigation and the load shedding, the control action taken at that time, results in a stable operation condition. On the other hand, as an illustrative case, it is tested an alternative control action using shunt capacitors under an unstable operation condition. The steady state simulation shows that this control action reduces the bus voltage level, whilst time domain simulation shows that these control actions raise the bus voltage level. Before this work, no proper investigation had been carried out to investigate voltage control problems in the state of Maranhão high voltage power system. / Este trabalho apresenta uma metodologia baseada em simulações computacionais, usando técnicas de regime permanente e no domínio do tempo, para investigar problemas de controle de tensão em sistemas de energia elétrica. As técnicas em regime permanente usam modelos convencionais de fluxo de carga para montagem da curva V-Q. Já nas simulações no domínio do tempo são usados modelos convencionais de estabilidade transitória angular para reproduzir em detalhes o fenômeno, e validar os resultados obtidos em regime permanente. A metodologia é testada numa ocorrência do dia 10 de outubro de 2002 no sistema interligado Norte/Nordeste, enfatizando as conseqüências no sistema Norte, em particular no sistema de transmissão de energia elétrica do estado do Maranhão, operado pelas Centrais Elétricas do Norte do Brasil S.A. Eletronorte. Os resultados das investigações revelam que os eventos provocam problemas de controle de tensão na área investigada e que o corte de carga, ação de controle executada, resulta numa condição de operação estável. Por outro lado, como ilustração, testa-se uma ação de controle através de bancos de capacitores numa condição de instabilidade de tensão. Em regime permanente, os resultados mostram uma redução no nível de tensão da barra, enquanto que no domínio do tempo mostram um aumento no nível de tensão. Antes deste trabalho, nenhuma análise investigativa de problemas de controle de tensão no sistema de alta tensão de energia elétrica do estado do Maranhão tinha sido realizada.

[pt] Esta dissertação investiga a utilização de Redes Neurais Artificiais (RNAs) na área de previsão de carga elétrica. Nesta investigação foram utilizados dados reais de energia relativos ao sistema elétrico brasileiro. O trabalho consiste de quatro partes principais: um estudo sobre o problema de previsão de carga no contexto de sistemas elétricos de potência; o estudo e a modelagem das RNAs para previsão de carga; o desenvolvimento do ambiente de simulação; e o estudo de casos. O estudo sobre o problema de previsão de carga envolveu uma investigação sobre a importância da previsão de demanda de energia na área de sistemas elétricos de potência. Enfatizou-se a classificação dos diversos tipos de previsão de acordo com o seu horizonte, curto e longo prazo, bem como a análise das variáveis mais relevantes para a modelagem da carga elétrica. O estudo também consistiu da análise de vários projetos na área de previsão de carga, apresentando as metodologias mais utilizadas. O estudo e a modelagem de RNAs na previsão de carga envolveu um extenso estudo bibliográfico de diversas metodologias. Foram estudadas as arquiteturas e os algoritmos de aprendizado mais empregados. Constatou-se uma predominância da utilização do algoritmo de retropropagação (Backpropagation) nas aplicações de previsão de carga elétrica horária para curto prazo. A partir desse estudo, e utilizando o algoritmo de retropropagação, foram propostas diversas arquiteturas de RNAs de acordo com o tipo de previsão desejada. O desenvolvimento do ambiente de simulação foi implementado em linguagem C em estações de trabalho SUN. O pacote computacional engloba basicamente 3 módulos: um módulo de pré-processamento da série de carga para preparar os dados de entrada; um módulo de treinamento da Rede Neural para o aprendizado do comportamento da série; e um módulo de execução da Rede Neural para a previsão dos valores futuros da série. A construção de uma interface amigável para a execução do sistema de previsão, bem como a obtenção de um sistema portátil foram as metas principais para o desenvolvimento do simulador. O estudo de casos consistiu de um conjunto de implementações com o objetivo de testar o desempenho de um sistema de previsão baseado em Redes Neurais para dois horizontes distintos: previsão horária e previsão mensal. No primeiro caso, foram utilizados dados de energia da CEMIG (Estado de Minas Gerais) e LIGHT (Estado do Rio de Janeiro). No segundo caso, foram utilizados dados de energia de 32 companhias do setor elétrico brasileiro. Destaca-se que a previsão mensal faz parte de um projeto de interesse da ELETROBRÁS, contratado pelo CEPEL. Para ambos os casos, investigou-se a influência do horizonte de previsão e da época do ano no desempenho do sistema de previsão. Além disso, foram estudadas as variações do desempenho das Redes Neurais de acordo com a empresa de energia elétrica utilizada. A avaliação do desempenho foi feita através da análise das seguintes estatísticas de erro: MAPE (Mean Absolute Percentage Error), RMSE (Root Mean Square Error) e U de Theil. O desempenho das RNAs foi comparado com o de outras técnicas de previsão, como os métodos de Holt-Winters e Box & Jenkins, obtendo-se resultados, em muitos casos, superiores. / [en] This dissertation investigates the application of Artificial Neural Networks (ANNs) in load forecasting. In this work we have used real load data from the Brazilian electrical system. The dissertation is divided in four main topics: a study of the importance of load forecasting to electric power systems; the investigation of the ANN modeling to this particular problem; the development of a neuro-simulador; and the case studies. It has been made an investigation of the objectives of load forecasting to power systems. The different kinds of load forecasting have been classified according to the leading time of the prediction (short and long term). The more important variables to model electric load were also investigated. This study analyses many projects in the area of load forecasting and presents the techniques that have been traditionally used to treat the problem. The ANNs modeling to load forecasting involved a deep investigation of works that have been published. The ANNs architectures and learning algorithms more commonly used were studied. It has been verified that the Backpropagation algorithm was the more commoly applied in the problem (particularly, in the problem of short term hourly load forecasting). Based on this investigation and using the backpropagation algorithm, many Neural Networks architetures were proposed according to the desired type of forecasting. The development of the neuro-simulator has been made in C language, using SUN workstations. The software is divided in 3 modules: a load series pre-processing module, to prepare the input data; a training module to the load series behavior learning; and an execution module, in which the Neural Network will perform the predictions. The development of a friendly interface to the forecasting system execution and the portability of the system were main goals during the simulator development. The case studies involved testing the system performance for 2 cases: hourly and monthly predictions. In the first case, load data from CEMING (State of Minas Gerais) and LIGHT (State of Rio de Janeiro) has been used. In the second case load data from 32 companies of the Brazilian electrical system has been used. Monthly load forecasting is involved in a project of interest of two companies of the electric sector in Brazil: CEPEL and ELETROBRÁS. In both cases, influences of the forecasting horizon and of the period of the year in the system´s performance has been investigated. Besides, the changes in the forecasting performance according to the particular electric company were also studied. The performance evaluation has been done through the analysis of the following error figures: MAPE (Mean Absolute Percentage Error), RMSE (Root Mean Square Error) and Theil´s U. The ANN performance was also compared with the performance of other techniques, like Holt-Winteres and Box-Jenkins, giving better results in many cases.

This dissertation is a systematic study of the 22kV Nelson Mandela Bay Municipality (NMBM) electricity power distribution network reliability evaluation and improvements to be applied. Reliability evaluation of electric power systems has traditionally been an integral part of planning and operation. Changes in the electricity utility, coupled with aging electrical apparatus, create a need for more realistic techniques for power system reliability modelling. This work presents a reliability evaluation technique that combines set literature and evaluation criteria. In analysing system reliability, this research takes into account the reasons for many outages and voltage dips and seeks to find mitigating approaches that are financially justified. The study analyses the power system in terms of the methodology developed, using power system reliability techniques, power quality evaluation, protection analyses and evaluating the network against maintenance interventions and programs, manpower availability and weather conditions contributing to the outages. In evaluating the power system various techniques are used to determine if the power network operates within the NRS standards, namely, reliability calculations, testing of protection equipment, interrogation of power quality instruments and modeling the network on Digsilent. This study will look at all the important factors influencing power system reliability, analysing the network in terms of the methodology and recommend improvements.

This diploma thesis deals with elektrical power quality in DC grids. Electrical power is commodity and therefore it must be represented not just with quantitative, but also with qualitative parameters. Nowadays, there is an increasing demand for bigger implementation of renewable energy sources and more efficient power systems, which motivates installation of DC grids. However, development of DC grids is decelerated by lack of standardization alson in power quality. The work includes definition of power quality parameters and their measurement methodology.

<p>Jedan od najvažnijih parametara kvaliteta električne energije u<br />distributivnoj mreži je harmonijski sastav naponskih i strujnih<br />signala. U disertaciji je razmatrano integrisano merilo harmonika,<br />na principu stohastičke rezonance. Uopštenje postojećeg teorijskog<br />modela rada merila, ostvareno je ukidanjem pojedinih pretpostavki o<br />idealizovanim uslovima rada: idealni intervali merenja, poznata i<br />nepromenljiva osnovna učestanost, idelane diterske sekvence. Na<br />osnovu teorijske analize, simulacija i praktičnih merenja, date su<br />procene reda veličine za svaku od navedenih grešaka. Na kraju je dato<br />šest preporuka za modifikaciju hardvera i načine obrade rezultata<br />merenja, koje mogu značajno poboljšati metrološke performanse<br />budućih generacija ovih merila.</p> / <p>One of the most important power quality indicators in power grids is the<br />harmonic composition of voltage and current signals. In this thesis an<br />integrated harmonic instrument has been considered, which operates on the<br />principle of the stochastic resonance. Generalization of the existing<br />theoretical model of the instrument was realized by terminating several<br />idealistic assumptions: perfect measurement intervals, known and stable<br />fundamental frequency, ideal dithering sequences. Based on the performed<br />theoretical analysis, simulations and practical measurements, estimates have<br />been given for each of the measurement error sources. Finally, six<br />recommendations were given for the modification of the hardware and the<br />results processing in order to achieve significantly better metrological<br />performances in future generations of this instrument.</p>