Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T12:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_AdrianoCosta_M.pdf: 2073375 bytes, checksum: e1c68a8598816ca4909e74ba53dee76d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A crescente demanda por energia elétrica, por vezes em ritmo mais acelerado que os investimentos em expansão das redes de distribuição, tem levado as distribuidoras a operarem próximo aos limites aceitáveis, o que torna toda a operação da rede mais complexa. Um dos desafios atuais é estabelecer um efetivo controle de tensão e potência reativa (Volt/var) na rede buscando melhorar o nível de operação e de eficiência energética da rede. Muitas propostas para encontrar a solução do problema partiram de uma abordagem de forma desacoplada: o controle de tensão e o controle de potência reativa foram resolvidos separadamente. Neste trabalho, porém, foram estudados métodos de solução do problema visando à segurança da operação e à otimização global dos recursos da rede de modo integrado, ou seja, considerando a dependência entre tensão e potência reativa. Na literatura, grande parte dos trabalhos reportam soluções baseadas em modelos elétricos da rede de distribuição. Os métodos estudados nessa dissertação são baseados em técnicas de aprendizado de máquina com o objetivo de construir um modelo capaz de utilizar apenas as medições de tensão e corrente provenientes dos medidores instalados ao longo da rede e obter o melhor despacho dos ajustes dos dispositivos de controle, sem a necessidade de um modelo elétrico do sistema. A grande vantagem de não depender dos dados e modelo elétrico do sistema está associada às imprecisões tipicamente existentes na base de dados elétricos das concessionárias de distribuição de energia elétrica. Neste contexto, primeiramente, propõe-se o uso de aprendizado por reforço, no qual o agente interage com a rede enquanto acumula experiência de operação dos controles. A implementação através do algoritmo Q-Learning permite a construção de um operador virtual da rede de distribuição a partir dos dados provenientes dos medidores instalados em determinadas barras do sistema, dos quais é extraído o estado corrente da condição de carregamento da rede. Os principais aspectos da aplicação do método ao problema de controle integrado de tensão e potência reativa são simulados em redes típicas e as capacidades de aplicação prática ao cenário atual do sistema elétrico são discutidas. Em uma segunda etapa, propõe-se utilizar um algoritmo de aprendizado supervisionado através de Máquinas de Vetores de Suporte (em inglês, Support Vector Machine ¿ SVM), uma técnica eficientemente aplicada a problemas de mineração de dados. O modelo é implementado através de técnicas de classificação, que extraem características relevantes nos conjuntos de dados, a fim de otimizar a operação da rede para cada condição de carregamento, eliminando a necessidade de repetir o treinamento do modelo ou calcular uma nova solução do problema de otimização a cada novo cenário. Discute-se o desempenho do método baseado em SVM para diferentes características de entrada. Investiga-se ainda a generalização do modelo proposto na presença de ruídos nos dados e no caso de reconfiguração da rede. Estudos em sistemas típicos de distribuição mostram que o método proposto é eficiente na solução de problemas práticos do dia-a-dia das concessionárias, principalmente em ambientes com grande volume de dados / Abstract: The growing demand for electricity, sometimes at a faster rate than investments in distribution network expansion, has led utilities operating close to acceptable limits, which makes the network operation more complex. One of current challenges is to establish an effective voltage and reactive power control, improving the operation as well as the efficiency of the distribution network. There are many methods reported to find a solutions for the voltage and reactive power problem. Most of them have adopted a decoupled form, solving the voltage control and reactive power (Volt/var) control separately. However, in this work, methods for the problem solution aiming the operation safety and the global assets optimization are approached in an integrated fashion, i. e., considering the dependence between voltage and reactive power. Most papers reports solution based on electrical models of distribution network. In this dissertation, the methods studied are based on machine learning techniques aiming to build a model with directly power meter data using capability, and set optimal dispatch of controls devices adjustments, without the need of an electrical model of the system and, therefore, not susceptible to inaccuracies of the model of the distribution network under study. Firstly, it proposes a reinforcement learning use, in which the agent interacts with the network while earns control operating experience. The implementation, thought de Q-Learning algorithm allows a construction of a distribution network virtual operation from data obtained from the meters installed on buses. From the meter data, is extracted the current state of the network loading condition. The main aspects of the application of the method to the integrated voltage and reactive power control are simulated in a typical network and the possibilities of practical application in the current scenario of the electrical system are discussed. In a second step, an algorithm for supervised learning via the Support Vector Machine (SVM), a technique applied efficiently to problems in data mining is proposed. The model is implemented by classification techniques, extracting relevant features in the data sets from the power meters in order to optimize the operation of the network for each loading condition. Thus it eliminates the need to retraining model or calculating a new optimization problem solution for each new scenario. Discusses the performance based on different features for SVM model input. Also the generalization capabilities of the proposed model in the presence of noise and in the case of network reconfiguration are studied. Studies in typical distribution systems show that proposed method is a good candidate to solve the practical problem of the system, especially in large networks with large amounts of data / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Nos sistemas de distribuição de alta e média tensão tem-se aumentado a utilização de linhas de distribuição de energia subterrâneas ou cabos subterrâneos. A ocorrência de faltas nas linhas afeta negativamente a qualidade da energia e o correto funcionamento da rede. O processo que leva a uma falta nos cabos é gradual e está caracterizado por uma série de subciclos de faltas incipientes associadas a uma tensão de arco. Estas, muitas vezes, passam despercebidas e, eventualmente, resultam em uma falta permanente. Os métodos clássicos de localização de faltas como as metodologias baseadas no cálculo da impedância aparente, as baseadas na inteligência artificial e as baseadas nas ondas viajantes são, habitualmente, aplicadas ao sistema depois de uma falta permanente acontecer e precisam de um ou mais ciclos do sinal para entregar uma resposta razoável. No entanto, as faltas nos cabos são um processo gradual, de curta duração (entre ¼ e ½ ciclo do sinal) e seria desejável localizar a falta incipiente antes de tornar-se permanente. Nesse contexto, esta pesquisa aborda o problema de localização de faltas incipientes. Assim, nesta tese propõe-se uma nova técnica de localização de faltas incipientes usando medições em um terminal, no domínio do tempo e que utiliza componentes de fase. Desta forma, são desenvolvidas duas novas formulações do modelo elétrico do sistema de distribuição com cabos subterrâneos durante uma falta incipiente. A abordagem proposta considera simultaneamente na sua formulação características da falta incipiente e dos sistemas de distribuição de energia, como a tensão de arco, o modelo Π nominal de parâmetros concentrados do cabo subterrâneo, o desequilíbrio do sistema e a condição da carga. A estimativa da distância da falta, junto com os parâmetros da falta incipiente, é obtida a partir da solução de um sistema sobredeterminado de equações lineares pela aplicação do método de mínimos quadrados ponderados não negativos. As formulações propostas permitem estimar a distância da falta em termos da reatância da linha até a falta. Além disso, é proposto um processo de compensação de corrente para estimar a corrente de falta; é aplicado um pré-processamento dos dados de entrada para suavizar o efeito do ruído que pode conter o sinal e, é aplicado um pós-processamento dos resultados para refinar e entregar a melhor estimativa obtida durante o processo de localização da falta. O desempenho da técnica proposta é avaliado mediante estudos de casos simulados em um circuito real de distribuição no Alternative Transients Program (ATP/EMTP) considerando análises de sensibilidade e comparativa. Também, o modelo da falta incipiente foi programado utilizando a ferramenta de MODELS do ATP/EMTP. Os resultados obtidos, considerando faltas incipientes simuladas que avaliam a influência da variação da magnitude de tensão de arco, do ruído aleatório inserido na tensão de arco, da distância da falta, da taxa de amostragem, do carregamento do sistema, do modelo de tensão de arco e de incertezas nas medições, indicam claramente que a abordagem proposta possui validade como técnica de localização de faltas incipientes, apresentando erros médios globais de 1,60% e 0,93%, respectivamente para cada formulação proposta. / The use of underground power distribution lines or underground cables in the high and medium voltage distribution systems has increased dramatically in recent years. The fault occurrence in the distribution lines negatively affects the power quality and the correct network operation. The process which leads to a fault in underground cables is gradual and is characterized by a series of sub-cycles of incipient faults associated with an arc voltage. These often are unnoticed and, eventually, results in a permanent fault. Classical fault localization methods such as the based-impedance, the based on artificial intelligent and the based on traveling waves are, usually, applied to the system after a permanent fault occurrence and need one or more signal cycles for providing a reasonable response. However, the faults in cables are a gradual process, with short duration (between ¼ to ½ of signal cycle) and would be desirable to locate the fault before this becomes a permanent fault. In this context, this research approaches the incipient faults location problem. Thus, in this thesis is proposed a new incipient fault location technique using single-end terminal measurement, in time-domain and employing phase components. In this way, two new formulations of the electrical model of the distribution system with underground cables during an incipient fault are developed. The proposed approach considers simultaneously in its formulation, incipient fault type and power distribution systems characteristics as arc voltage, unbalanced operation, load conditions and complete line model. The fault distance estimation, together with the incipient fault parameters, it is obtained from the solution of an overdetermined linear system of equations by the application of the non-negative weighted least squares estimator method. The proposed formulations allow estimating the fault distance in terms of the line reactance up to the fault. In addition, a load current compensation strategy is proposed to reduce its effect in the fault current estimation; an input data pre-processing is applied to smooth out the noise effect and a post-processing of the results is performed for estimation refinement and to provide the best estimate obtained during the fault location process. The proposed technique performance is evaluated through simulated cases studies in a real-life distribution network with underground cable data in the Alternative Transients Program (ATP/EMTP) considering sensitivity and comparative analyzes. Also, the fault model was programmed using the MODELS tool of ATP/EMTP. The obtained results, considering simulated incipient faults, which evaluate the influence of variations in the arc voltage magnitude, random noise percentage inserted in the arc voltage, fault distance, sampling rate, load dynamics, the arc voltage model and uncertainties in measurements, indicate clearly that the proposed approach is valid as incipient faults location technique, showing overall average errors of 1,60% and 0,93%, respectively for each proposed formulation.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-06T16:23:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimulacaoEnsaioImpulso.pdf: 5924771 bytes, checksum: 7420628a7fe3900e2a3cbdb8f35bcca7 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-18T14:23:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimulacaoEnsaioImpulso.pdf: 5924771 bytes, checksum: 7420628a7fe3900e2a3cbdb8f35bcca7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T14:23:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimulacaoEnsaioImpulso.pdf: 5924771 bytes, checksum: 7420628a7fe3900e2a3cbdb8f35bcca7 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Uma das maiores dificuldades observadas em laboratórios de alta tensão é o ajuste da forma de onda do impulso de tensão a ser utilizado nos ensaios. Esta dificuldade deve-se ao fato de que, na maioria das vezes, não se conhece a capacitância do objeto sob ensaio, não sendo possível realizar um cálculo exato dos parâmetros a serem utilizados no gerador de impulsos. Nos casos de ensaios em transformadores, estas dificuldades aumentam visto que, além da capacitância inerente da sua isolação, há também uma contribuição de indutância ao circuito de ensaio, proveniente de seus enrolamentos. Isto dificulta ainda mais a obtenção de uma forma de onda normalizada, de acordo com a norma NBR IEC 60060-1. Nesta Dissertação de Mestrado apresenta-se e avalia-se metodologias que permitem a realização de ensaios normatizados de impulso de tensão em transformadores com baixas indutâncias, comuns nos sistemas de distribuição de energia elétrica. Serão destacados os resultados obtidos com a inserção de um circuito Glaninger, comparado com a metodologia baseada no aumento da resistência paralela total do circuito em teste. As simulações computacionais são realizadas com o auxílio do programa ATP (Alternative Trasient Program), utilizando valores nominais de parâmetros físicos dos equipamentos de alta tensão do Laboratório de Extra Alta tensão da Universidade Federal do Pará (LEAT). Através de uma modelagem inicial do gerador de impulsos de tensão do LEAT no programa ATP, valida-se os resultados simulados com a realização de um ensaio real no LEAT. Após validação, uma simulação de ensaio em um transformador de distribuição de baixa indutância é realizada no intuito de apresentar as deformações na forma de onda do impulso que ocorrem, provenientes das baixas indutâncias dos enrolamentos do transformador. Através da introdução de um circuito Glaninger devidamente adaptado, apresenta-se a solução para o problema citado, portando, permitindo que ensaios em transformadores com baixa indutâncias sejam realizados de acordo com critérios estabelecidos pelas normas vigentes. / One of the major difficulties observed in high voltage laboratories is the adjustment of the atmospheric (voltage) impulse waveform during the tests. This difficulty is due to the fact that, most of the time, the capacitance of the object under test is not known, and it is not possible to make an exact calculation of the parameters to be used in the impulse generator. In the case of transformer tests, these difficulties increase because, in addition to the inherent capacitance of their insulation, there is also an inductance contribution to the test circuit from their windings. This fact makes it even more difficult to obtain a normalized waveform according to the NBR IEC 60060-1 standard. The present Master's Dissertation presents and evaluates methodologies that allow the performance of standardized voltage impulse tests in transformers with low inductances, common in electric power distribution systems. It will be highlighted in the results obtained with the insertion of a Glaninger circuit, compared to the methodology based on the increase of the total parallel resistance of the circuit under test. The computational simulations are performed in the ATP (Alternative Trasient Program) program, using rated values of physical parameters of the high voltage equipment of the Extra High Voltage Laboratory of the Federal University of Pará (LEAT). Through an initial modeling of the voltage impulse generator of the LEAT in the ATP program, the simulated results are validated by performing a real test in the LEAT. After validation, a test simulation in a low inductance distribution transformer is performed in order to present the deformations in the waveform of the impulse that occur, due to the low inductances of the transformer windings. Through the introduction of a suitably adapted Glaninger circuit, the solution to the above problem is presented, permitting tests on transformers with low inductances to be performed according to criteria established by current standards.

Este trabalho estuda as potenciais melhorias na eficiência energética e vazão do método híbrido de requisição automática de retransmissão (Hybrid Automatic Retransmission Request, HARQ). A análise inclui as camadas física (PHY) e de acesso ao meio (MAC). É investigada a relação de compromisso gerada pelo HARQ, o qual demanda uma menor potência de transmissão para uma certa probabilidade de falha alvo ao custo de mais acessos ao canal. Uma vez que a competição para acesso ao canal na camada MAC é bastante custosa em termos de energia e atraso, os resultados mostram que a utilização do HARQ leva a uma grande melhoria de performance devido ao menor número de nós competidores – uma consequência da redução na potência de transmissão necessária. Contra-intuitivamente, esta análise leva à conclusão que retransmissões podem diminuir o atraso, melhorando a performance do sistema. Finalmente, são também investigados valores ótimos para o número de retransmissões permitidas, visando maximizar vazão ou/e eficiência energética. / This work studies the potential improvements in terms of energy efficiency and throughput of a hybrid automatic retransmission request (HARQ) mechanism. The analysis includes both the physical (PHY) and medium access (MAC) layers. We investigate the trade-off provided by HARQ, which demands reduced transmit power for a given target outage probability at the cost of more accesses to the channel. Since the competition for channel access at the MAC layer is very expensive in terms of energy and delay, our results show that HARQ leads to great performance improvements due to the decrease in the number of contending nodes – a consequence of the reduced required transmit power. Counter-intuitively, our analysis leads to the conclusion that retransmissions may decrease the delay, improving the system performance. Finally, we investigate the optimum values for the number of allowed retransmissions in order to maximize either the throughput or the energy efficiency.

Submitted by Leonardo Madeira (leoribmad@hotmail.com) on 2017-05-24T20:49:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Leonardo_Madeira v4 - revEdson VF IMPRESSA.pdf: 497221 bytes, checksum: edd8c6618d1bbcf4135abc1f146a6980 (MD5) / Approved for entry into archive by GILSON ROCHA MIRANDA (gilson.miranda@fgv.br) on 2017-05-29T14:55:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Leonardo_Madeira v4 - revEdson VF IMPRESSA.pdf: 497221 bytes, checksum: edd8c6618d1bbcf4135abc1f146a6980 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T12:49:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Leonardo_Madeira v4 - revEdson VF IMPRESSA.pdf: 497221 bytes, checksum: edd8c6618d1bbcf4135abc1f146a6980 (MD5) Previous issue date: 2017-05-05 / This study seeks to evaluate the financial differences of power generation between a huge array of technologies, splitting them in Dispatchable and Intermittent. Tacitly accepted all over the world as a financial tool to compare any kind of technology, the Levelized Cost of Energy, LCOE, might originate inappropriate conclusions assumptions once it considers the life cycle of some power generation source with a homogeneous generation profile. Containing a huge framework of data source and a simple metric, the study puts the Joskow (2011) study into Brazil electric sector context. / Este trabalho busca avaliar as diferenças financeiras de geração de energia entre uma grande gama de tecnologias, separando-as em Despacháveis e Intermitentes. Aceito na grande maioria dos países como instrumento de comparação financeira entre fontes de geração, o Custo Nivelado de Energia (LCOE) também é amplamente utilizado no Brasil. Com base em Joskow (2011) e em dados para empreendimentos brasileiros, mostra-se que esta métrica, o LCOE, pode gerar conclusões equivocadas devido ao fato de considerar, em um ciclo de vida dos projetos, um perfil de geração homogêneo, o que não é compatível com as características de despachabilidade das diversas fontes.

Nos sistemas de distribuição de alta e média tensão tem-se aumentado a utilização de linhas de distribuição de energia subterrâneas ou cabos subterrâneos. A ocorrência de faltas nas linhas afeta negativamente a qualidade da energia e o correto funcionamento da rede. O processo que leva a uma falta nos cabos é gradual e está caracterizado por uma série de subciclos de faltas incipientes associadas a uma tensão de arco. Estas, muitas vezes, passam despercebidas e, eventualmente, resultam em uma falta permanente. Os métodos clássicos de localização de faltas como as metodologias baseadas no cálculo da impedância aparente, as baseadas na inteligência artificial e as baseadas nas ondas viajantes são, habitualmente, aplicadas ao sistema depois de uma falta permanente acontecer e precisam de um ou mais ciclos do sinal para entregar uma resposta razoável. No entanto, as faltas nos cabos são um processo gradual, de curta duração (entre ¼ e ½ ciclo do sinal) e seria desejável localizar a falta incipiente antes de tornar-se permanente. Nesse contexto, esta pesquisa aborda o problema de localização de faltas incipientes. Assim, nesta tese propõe-se uma nova técnica de localização de faltas incipientes usando medições em um terminal, no domínio do tempo e que utiliza componentes de fase. Desta forma, são desenvolvidas duas novas formulações do modelo elétrico do sistema de distribuição com cabos subterrâneos durante uma falta incipiente. A abordagem proposta considera simultaneamente na sua formulação características da falta incipiente e dos sistemas de distribuição de energia, como a tensão de arco, o modelo Π nominal de parâmetros concentrados do cabo subterrâneo, o desequilíbrio do sistema e a condição da carga. A estimativa da distância da falta, junto com os parâmetros da falta incipiente, é obtida a partir da solução de um sistema sobredeterminado de equações lineares pela aplicação do método de mínimos quadrados ponderados não negativos. As formulações propostas permitem estimar a distância da falta em termos da reatância da linha até a falta. Além disso, é proposto um processo de compensação de corrente para estimar a corrente de falta; é aplicado um pré-processamento dos dados de entrada para suavizar o efeito do ruído que pode conter o sinal e, é aplicado um pós-processamento dos resultados para refinar e entregar a melhor estimativa obtida durante o processo de localização da falta. O desempenho da técnica proposta é avaliado mediante estudos de casos simulados em um circuito real de distribuição no Alternative Transients Program (ATP/EMTP) considerando análises de sensibilidade e comparativa. Também, o modelo da falta incipiente foi programado utilizando a ferramenta de MODELS do ATP/EMTP. Os resultados obtidos, considerando faltas incipientes simuladas que avaliam a influência da variação da magnitude de tensão de arco, do ruído aleatório inserido na tensão de arco, da distância da falta, da taxa de amostragem, do carregamento do sistema, do modelo de tensão de arco e de incertezas nas medições, indicam claramente que a abordagem proposta possui validade como técnica de localização de faltas incipientes, apresentando erros médios globais de 1,60% e 0,93%, respectivamente para cada formulação proposta. / The use of underground power distribution lines or underground cables in the high and medium voltage distribution systems has increased dramatically in recent years. The fault occurrence in the distribution lines negatively affects the power quality and the correct network operation. The process which leads to a fault in underground cables is gradual and is characterized by a series of sub-cycles of incipient faults associated with an arc voltage. These often are unnoticed and, eventually, results in a permanent fault. Classical fault localization methods such as the based-impedance, the based on artificial intelligent and the based on traveling waves are, usually, applied to the system after a permanent fault occurrence and need one or more signal cycles for providing a reasonable response. However, the faults in cables are a gradual process, with short duration (between ¼ to ½ of signal cycle) and would be desirable to locate the fault before this becomes a permanent fault. In this context, this research approaches the incipient faults location problem. Thus, in this thesis is proposed a new incipient fault location technique using single-end terminal measurement, in time-domain and employing phase components. In this way, two new formulations of the electrical model of the distribution system with underground cables during an incipient fault are developed. The proposed approach considers simultaneously in its formulation, incipient fault type and power distribution systems characteristics as arc voltage, unbalanced operation, load conditions and complete line model. The fault distance estimation, together with the incipient fault parameters, it is obtained from the solution of an overdetermined linear system of equations by the application of the non-negative weighted least squares estimator method. The proposed formulations allow estimating the fault distance in terms of the line reactance up to the fault. In addition, a load current compensation strategy is proposed to reduce its effect in the fault current estimation; an input data pre-processing is applied to smooth out the noise effect and a post-processing of the results is performed for estimation refinement and to provide the best estimate obtained during the fault location process. The proposed technique performance is evaluated through simulated cases studies in a real-life distribution network with underground cable data in the Alternative Transients Program (ATP/EMTP) considering sensitivity and comparative analyzes. Also, the fault model was programmed using the MODELS tool of ATP/EMTP. The obtained results, considering simulated incipient faults, which evaluate the influence of variations in the arc voltage magnitude, random noise percentage inserted in the arc voltage, fault distance, sampling rate, load dynamics, the arc voltage model and uncertainties in measurements, indicate clearly that the proposed approach is valid as incipient faults location technique, showing overall average errors of 1,60% and 0,93%, respectively for each proposed formulation.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-24T17:30:10Z No. of bitstreams: 1 CAIO MARCO DOS SANTOS JUNQUEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2017.pdf: 6011061 bytes, checksum: 25c9c9fad6015613e54aae9e700918af (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T17:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAIO MARCO DOS SANTOS JUNQUEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2017.pdf: 6011061 bytes, checksum: 25c9c9fad6015613e54aae9e700918af (MD5) Previous issue date: 2017-03-09 / Capes / Um algoritmo para alocação ótima de detectores de afundamentos de tensão (AT) é apresentado nesta dissertação. O algoritmo utiliza a Transformada Wavelet Discreta (TWD) paraa detecção de AT e o conceito de Matriz de Observabilidade Topológica (MOT) para avaliar o desempenho dos Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDEE) quando submetidos à tais distúrbios. Para resolver o problema de alocação ótima dos dispositivos detectores de AT, utilizou-se o método Binary Particle Swarm Optimi- tization (BPSO). Adicionalmente, apresenta-se uma metodologia de criação de uma base de dados para geração automática de AT. O algoritmo foi avaliado considerando-se dois sistemas: um sistema-testedo IEEE e um SDEE que simula um alimentador real da cidade de BoaVista-PB, os quais foram simulados no software Alternative Transient Pro- gram (ATP). Osresultados obtidos indicaram que o algoritmo é capaz de detectar AT em todo o sistema, fazendo o uso da instalação de detectores em poucas barras, oque indubitavelmente, reduzirá o custo do sistema de monitoramento. / An algorithm for optimal placement of voltage sags (VS) detectors is presented in this dissertation. The algorithm uses the Discrete Wavelet Transform (DWT) for VS detection and the Topological Observability Matrix (TOM) concept to evaluate the per- formance of the Electric Power Distribution Systems (EPDS) when subjected to such disturbances. In order to solve the problem of optimal placement of the VS detecting devices, the Binary Particle Swarm Optimization (BPSO) method was used. Additionally, a methodology for the creation of a database for automatic VS generation is presented. The algorithm was evaluated considering two systems: an IEEE test system and a EPDS that simulates a real feeder in Boa Vista-PB city, which were simulated in the Alternative Transient Program (ATP) software. The results indicate that the algorithm is capable of detecting VS throughout the system, using the installation of detectors in a few buses, which will undoubtedly reduce the cost of the monitoring system.

CAPES / As variações de tensão de curta duração são perturbações típicas nos sistemas de distribuição de energia elétrica que afetam de forma significativa a qualidade da energia. Os equipamentos típicos para a regulação de tensão dispostos nas redes de distribuição em geral não são capazes de mitigar variações de tensão de curta duração. Entretanto, as unidades de geração distribuída conectadas aos sistemas de distribuição, considerando estratégias de controle adequadas, podem ser capazes de mitigar variações de tensão de curta duração nas proximidades do ponto de conexão. Nesse contexto, o presente trabalho propõe a mitigação de variações de tensão de curta duração a partir da utilização de unidades eólicas de geração baseadas em gerador síncrono de imã permanente (GSIP) conectado a rede por um conversor estático de potência. A mitigação das variações de tensão é feita por meio de uma malha de controle suplementar proposta aplicada ao controle tradicional do conversor do lado da rede. A estratégia de controle proposta explora a capacidade de operação em sobrecarga de corrente da unidade eólica e é capaz de mitigar variações de tensão de curta duração em sistemas de distribuição. A malha de controle suplementar proposta limita a geração de potência reativa na capacidade máxima de sobrecarga da unidade geradora, respeitando o limite térmico do conversor estático de energia. Além da malha de controle suplementar, uma metodologia baseada em estudos estáticos de fluxo de potência é proposta com o objetivo de avaliar a capacidade de regulação de tensão da geração eólica associada à malha de controle proposta. A capacidade da malha de controle proposta em mitigar as variações de tensão de curta duração é avaliada por meio de simulações não lineares no domínio do tempo envolvendo uma rede de distribuição com cargas concentradas. Diferentes níveis de inserção da geração eólica na rede de distribuição e outros fatores que impactam diretamente na regulação de tensão são considerados nos testes realizados. Os estudos realizados demonstram que utilização da estratégia de controle proposta aplicada a unidades eólicas de geração pode contribuir significativamente para a manutenção do perfil de tensão durante ocorrências de variações de tensão de curta duração. / The short duration voltage variations are typical disturbances that significantly affect the power quality in distribution systems. The typical devices for voltage support and regulation, distributed along the distribution networks, are generally not capable of mitigating short duration voltage variations. However, distributed generation units connected to the distribution system, when associated with suitable control strategies, can be able to mitigate short duration voltage variations. In this context, this paper proposes the mitigation of short duration voltage variations by using wind power generating units based on permanent magnet synchronous generator (PMSG) connected to the network by static power converter. The voltage variation mitigation is performed by means of a supplementary control loop added to the traditional control of the grid-side converter. The proposed control strategy takes advantage of the overload capability of the wind generation unit and it is able to mitigate short duration voltage variations in distribution systems. The proposed supplementary control loop limits the generated reactive power based on the overload capability of the generation unit, avoiding that the power electronic converter exceeds its thermal limit. Besides the proposed supplementary control loop, a methodology based on power flow studies is proposed in order to evaluate the voltage regulation capability of the wind generation associated with the proposed control loop. The performance and effectiveness of the control strategy proposed to mitigate short duration voltage variations is evaluated by means of time-domain non-linear simulations regarding a distribution network with lumped load. Different levels of integration of wind generation on the distribution network and other factors that directly impact on voltage regulation are considered in the tests. The performed evaluations have demonstrated that the proposed control strategy, applied to wind generation units, can significantly contribute to the maintenance of the voltage profile of distribution systems during the occurrence of short duration voltage variations.

Este trabalho estuda o impacto energético da otimização do tamanho do payload de códigos convolucionais em um enlace sem fio ponto-a-ponto dentro de uma rede de sensores. Consideram-se dois modelos de canal, AWGN e Rayleigh, visando representar cenários com diferentes características quanto à severidade de enlace. Nesse contexto, faz-se o estudo da otimização da relação sinal-ruído, da taxa de código empregada, bem como a otimização do tamanho do payload para diferentes condições de transmissão. Os dados numéricos obtidos através de simulação demonstram que existe um ponto ótimo para o tamanho do payload, que varia com a distância de transmissão e que proporciona ganhos em termos de eficiência energética, especialmente em enlaces de curta distância. / This paper studies the impact of the payload size in the energy efficiency in a point-to-point link in a wireless sensor network using convolutional codes. Two channel models are considered, AWGN and Rayleigh, representing distinct conditions with respect to the severity of the link. In this context, signal-to-noise ratio, code rate and payload size are optimized. The numeric results obtained through simulations show that there is an optimal point for the payload size, which depends on the transmission distance, and which provides gains in the overall energy efficiency, especially in short range links.

Orientador: André Nunes de Souza / Banca: Ivan Nunes da Silva / Banca: Luiz Gonzaga Campos Porto / Resumo: O presente trabalho visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional confiável na análise e estimação dos níveis de tensões induzidas em linhas de distribuição. Neste contexto, utilizam-se ferramentas computacionais consolidadas, como o ATP (Alternative Transients Program), que combinado a um software desenvolvido em Visual Basic, permitem quantificar e avaliar o nível de sobretensões nas linhas de distribuição. Por meio de modificações nas técnicas clássicas de modelagem das descargas atmosféricas, foi possível a construção de um software em Visual Basic capaz de quantificar os valores das tensões induzidas em linhas de distribuição finitas. A avaliação dos níveis de sobretensões induzidas nas mesmas foi implementada pela associação deste software a um programa de simulação (ATP), a fim de se obter resultados fidedignos deste transitório. Tais resultados foram utilizados para se avaliar o desempenho das... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work aims at the development of a trustworthy computacional tool in the analysis and estimate of the levels of induced overvoltage in distribution network. In this context, consolidated computacional tools are used, as ATP (Alternative Transients Program), that combined with a software developed in Visual Basic (beginner's all-purpose symbolic instruction code), they allow to quantify and to evaluate the level of overvoltage in the distribution network. By the means of modifications in the classic techniques of modeling of the atmospheric discharges, the construction of a software in Visual Basic was possible to quantify the values of the induced overvoltage in a finite... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre