O sistema elétrico brasileiro possui atualmente níveis de perdas elétricas da ordem de 15%. Destes, aproximadamente a metade são provenientes das chamadas perdas comerciais (PC) que ocorrem nos sistemas de distribuição. As PC são a soma de toda energia não faturada pelas distribuidoras, á exceção das perdas técnicas. As suas causas mais frequentes são os furtos de energia elétrica, fraudes e defeitos em medidores. Os custos provenientes dessas perdas são normalmente repassados pelas distribuidoras aos consumidores regulares. No entanto, novas regulamentações do regulador brasileiro do sistema elétrico, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), impõem limite a esse repasse, o que cria nas concessionárias um maior incentivo para o seu combate. Entre as metodologias empregadas para a mitigação de PC, tem sido destacadas na literatura aquelas baseadas na análise das bases de dados de clientes das empresas distribuidoras com o objetivo de reconhecer padrões de clientes irregulares. Neste contexto, neste trabalho é proposto e desenvolvido um sistema de combate a PC baseado no classificador supervisionado Floresta de Caminhos Ótimos (Optimum-Path Forest, OPF). São propostas a utilização de dados categóricos e a normalização de dados como modificações nos métodos encontrados na literatura. Os testes com o sistema desenvolvido são aplicado a uma base de dados sintetizada a partir de clientes residenciais, diferentemente de trabalhos em que se utilizaram dados de consumidores comerciais e industriais. Os resultados mostram que as modificações propostas podem melhorar o desempenho do OPF. O comparativo com outros métodos de classificação reafirma a eficiência do OPF mas contesta alguns resultados presentes na literatura. / The Brazilian electric power system has about 15% of losses. About a half of this amount is due to the so called commercial losses. The commercial losses are the sum of the unbilled energy less the technical losses. The commercial losses are mainly caused by electricity theft, frauds in electricity meters and electricity meter failure. The financial costs caused by these losses are included in the electricity bill, paid by the regular consumers. New regulations approved by the Brazilian regulatory agency for the electric system create a limit for this, which stimulates the investments in commercial loss mitigation by distribution companies. Among the methods used to mitigate commercial losses, those based on pattern recognition of irregular consumers within electric companies’ clients’ databases are some of the most promising. In this work, a system for commercial losses mitigation based on the supervised classifier Optimum-Path Forest (OPF) is studied and developed. Categorical data and data normalization are proposed as methods for improving classifier performance. In order to check the system performance, tests are conducted on a database derived from residential consumer data found in the literature, differently from other works which proposed data classification for commercial and industrial consumers only. The results show that using categorical data and normalization may improve OPF performance. Comparing this method with other classifiers confirms OPF’s efficiency but contests some results shown in the literature.

Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDEE) estão, pelas próprias condições de funcionamento, sujeitos a perdas de energia e quedas nos níveis de tensão. Uma das formas de reduzir as perdas e ao mesmo tempo melhorar o perfil de tensão do SDEE consiste na utilização de bancos de capacitores e reguladores de tensão ao longo dos alimentadores. Para isto a alocação ótima destes equipamentos torna-se de fundamental importância, logo este trabalho tem por objetivo a utilização de um método quadrático de programação por metas multiobjetivo para a ótima alocação desses equipamentos visando a redução de perdas (meta 1) com o menor custo de investimento (meta 2) sujeito a restrições do fluxo de potência, limites técnicos de operação, mudança no controle dos capacitores chaveados e dos taps dos reguladores de tensão. O constante aumento na penetração da geração distribuída traz novos desafios para o controle e a operação dos SDEE. A metodologia proposta considera os efeitos destas fontes de geração e os seus impactos na alocações ótima dos bancos de capacitores e reguladores de tensão. Com o intuito de resolver o problema de otimização em programas comerciais como Gurobi e Cplex uma metodologia linear de cálculo de fluxo de potência é utilizada. Os algoritmos foram desenvolvidos no software Matlab, e posteriormente foi realizada a conversão para linguagem GAMS (Generic Algebraic Modeling System) para utilização dos solvers na plataforma NEOS (Network Enabled Optimization System). / Power distribution systems (DS) are susceptible to energy loss and voltage drops, mainly because of the way that they are operated and built. One way to minimize system loss and improve the voltage profile of DS is with the use of capacitor banks and voltage regulators (VRs) along the distribution feeders. In this scenario, the optimal placement of these devices becomes crucial. In this paper, a quadratic multi objective goal programming method is proposed to obtain the optimal placement of these devices, where the goals are energy loss (goal 1) and the total investment cost (goal 2). The model is subject to system operation constraints, such as power flow demands, limits of voltages and currents, number of stages of switched capacitors and the tap control of VRs. The increase of distributed generation penetration brings new challenges for control and operation of DS. The proposed methodology considers the effects of these power sources and their impact on optimal allocations of capacitors and VRs. With the aim of solving the optimization problem in commercial programs, a linear power flow is used. The algorithms were developed with Matlab software and the conversion was made to a General Algebraic Modeling System (GAMS) language and solved in the NEOS (Network Enabled Optimization System) platform.

Esta dissertação apresenta um modelo aproximado de rede desenvolvido para análise de sistemas de distribuição em regime permanente. O modelo é detalhado do ponto de vista matemático e teórico considerando a representação dos elementos em derivação da rede (cargas e geradores) e dos limites operacionais empregando aproximações lineares. A modelagem linear permite determinar de forma simples os valores das tensões e correntes do sistema, podendo ser empregada em problemas de otimização relacionados ao planejamento e expansão de sistemas de distribuição. A representação da carga considera a influência da variação da tensão, fator determinante nas redes de distribuição. Também é considerada a inclusão de geração distribuída (GD) sendo implementada para diferentes modos de operação, permitindo ainda a minimização das perdas para a barra onde a GD está alocada. Para validar a abordagem proposta, os resultados do modelo apresentado foram comparados em termos de tensões, correntes e perdas com resultados obtidos com o modelo convencional de fluxo de carga, solucionado pelo algoritmo de varredura. Os testes foram realizados em dois sistemas de distribuição conhecidos, um de 70 barras e um de 135 barras. Para o sistema de 70 barras foi avaliado o uso de diferentes modos de operação da GD. Finalmente, para o sistema de 135 barras foram comparados os resultados do modelo proposto com o fluxo de carga convencional caracterizando a GD como uma barra de tensão controlada (PV) para diversos valores de injeção ativa na barra selecionada. As conclusões confirmam a validade e as vantagens que o modelo desenvolvido neste trabalho proporciona. / This work presents an approximate model developed to the analysis of electrical distribution systems at steady state. Both mathematical and theoretical details are given considering the representation of the shunt elements (loads and generators) and the operating limits of the network, using linear approximations. The linear modeling adopted resulted in a simple way to determine the values of the voltages and currents of the system; further the model can be applied to optimization problems related to optimal operation and expansion planning of distribution systems. The load representation considers the influence of voltage variations, which play an important role in the distribution networks. This work also considers the inclusion of distributed generation (DG), which is assessed under several modes of operation, including one mode which allows to minimize the losses at the node where the DG is located. To validate the proposed approach, the results for two example networks, given in terms of voltages, currents and losses, were compared with corresponding results obtained with conventional load flow model, solved by the backward-forward sweep method. The examples networks used to test and validate the model are known distribution systems, one having 70 and the other 135 nodes. Regarding the system with 70 nodes, the inclusion of DG was studied for several operational modes. Finally, the system of 135 nodes were used to compare the results of the proposed model with the results of the conventional load flow; in this case, the GD was characterized as a controlled-voltage bar (PV) for various levels of active power injection into the bar where the GD is located. The conclusions show the validity and advantages of the proposed model.

A inserção de fontes de geração distribuída (GD) traz a possibilidade de diversificação da matriz energética e a redução de perdas elétricas no transporte de EE – porque as fontes localizam-se próximas aos clientes finais. Entre elas destacam-se as fontes fotovoltaicas, eólicas, pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e termelétricas à biomassa. As duas primeiras, apresentam a peculiaridade de normalmente serem conectadas à rede através de inversores de frequência. As outras duas costumam ser conectadas diretamente ao sistema. Todavia, a GD também propicia consequências ao SEP, muitas vezes indesejadas, como variações nos parâmetros da qualidade da energia elétrica (QEE). O compromisso que se deve manter com a QEE entregue aos consumidores é de vital importância para as empresas transmissoras e distribuidoras de energia elétrica, bem como para os utilitários dessa EE. Além disso, para que haja o correto funcionamento de equipamentos eletrônicos e de diversos processos industriais é necessário que a energia elétrica permaneça em uma faixa de tensão aceitável. Entre os fenômenos de interesse da área de qualidade de energia elétrica, os quais devem ser eliminados ou mitigados para a melhor operabilidade do SIN, pode-se citar: harmônicos, flutuação de tensão, subtensão, sobretensão e afundamentos de tensão. Devido a observabilidade rotineira e aos prejuízos (financeiros e/ou técnicos) associados ao fenômeno, o interesse desse estudo consiste nos afundamentos de tensão. Nesse contexto, apresenta-se uma proposta para análise dos afundamentos de tensão em um ambiente com geração distribuída (fotovoltaica, eólica, PCH e termelétrica à biomassa) através de simulações de curtos-circuitos. Os resultados obtidos através da metodologia proposta mostram que a inserção de GD pode trazer uma variação no número de afundamentos de tensão e melhorar os níveis de tensão nas barras, sobretudo nos locais onde foram inseridas bem como em suas proximidades. Também, há redução no número de afundamentos de maior severidade os quais causam mais prejuízos e preocupação a operabilidade do SEP. / The insertion of distributed generation (DG) sources brings the possibility of diversification of energy sources types and the reduction of electrical losses in the transport of EE - because the sources are located close to end users. Among these sources are photovoltaic, wind, small hydropower and biomass-fired power plants. The first two, are usually connected to the network through frequency inverters. The other two are usually connected directly to the system. However, DG also provides consequences to the electrical power system, often unwanted, such as variations in the parameters of power quality (PQ). The commitment should be retained with the power quality delivered to customers. Moreover, for the correct operation of electronic equipment and various industrial processes it is necessary that the voltage remains within an acceptable range. Among the phenomena of interest to electric power quality, which must be eliminated or mitigated, we can mention: harmonics, voltage fluctuation, undervoltage, overvoltage and voltage sags (dips). Due to losses (financial and/or technical) associated with the phenomenon, the interest of this study consists of the voltage sags. In this context, we present a proposal for analysis of voltage sags in an environment with distributed generation (photovoltaic, wind, thermal and biomass-fired power plants) through simulations of short circuits. The results obtained through the proposed methodology shows that the inclusion of DG can bring a change in the number of voltage sags and improve voltage levels in bars, especially in places where they were inserted and in its vicinity. Also, there is a reduction in the number of severe voltage sags which cause more harm and concern to end-users and utilities.

Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_CarlosAlbertoNogueira_M.pdf: 1167781 bytes, checksum: 59548f165acd2e595bebd984ef043c53 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um método heurístico para o dimensionamento e alocação de reguladores de tensão ao longo dos alimentadores primários de sistemas radiais de distribuição de energia elétrica, objetivando a melhoria do perfil de tensão, a minimização das perdas de potência ativa nos trechos de rede e a minimização dos custos de instalação dos equipamentos. O algoritmo desenvolvido para alocação ótima de reguladores de tensão em redes de distribuição radiais é composto por duas etapas. A primeira etapa visa a seleção, a instalação e o ajuste do tap dos reguladores de tensão nas barras que proporcionam melhores condições técnicas (menor desvio de tensão e redução das perdas de potência ativa). Na segunda etapa, procura-se reduzir o número de reguladores de tensão inicialmente alocados, movendo-os adequadamente quando possível até que a melhor condição econômica (mínimos custos de instalação e manutenção) seja obtida. Em conjunto com o desenvolvimento do trabalho, foi elaborado um programa computacional com a finalidade de verificar a funcionalidade e eficiência do método. Foram realizadas simulações em sistemas de distribuição teóricos e reais, sob condições de carga leve e pesada, obtendo-se rapidez e eficiência durante a execução do algoritmo proposto e resultados confiáveis. São apresentados os resultados de simulações para um sistema de 70 barras, e estes são comparados com um método já proposto na literatura. São também apresentados resultados de simulações para redes de distribuição reais de 136 barras, 202 barras e 400 barras / Abstract: This dissertation reports the development of a heuristic method for sizing and allocating voltage regulators in distribution radial primary feeders. The goals are to improve the voltage profile, to minimize the real power losses and to minimize equipment installation and maintenance costs. The proposed algorithm for the optimal allocation of voltage regulators in radial distribution networks comprises two steps. The first step aims to select, install and set the tap of voltage regulators at buses that result in the best technical conditions (smallest voltage deviation and real power losses reduction). In the second step, an attempt is made to reduce the number of voltage regulators initially allocated in the first step, by moving them appropriately until the best economical condition (minimum installation and maintenance costs) is reached. A computational program was implemented to evaluate the efficiency of the proposed method. Simulations have been carried out for theoretical and realistic distribution systems, for light and heavy load conditions, and the method showed to be fast and efficient, providing reliable results. Simulations results for a 70-bus distribution system and the comparison with those provided by another method proposed in the literature are shown. Also, simulation results are shown for realistic 136-, 202-, and 400-bus realistic systems / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Paulo Morelato França, Vinicius Jacques Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T05:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_AlanadaSilva_M.pdf: 1141597 bytes, checksum: 29180007fa94c919a3260202a743d587 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Sistemas de distribuição de energia elétrica podem ser reconfigurados em sua topologia visando operações de manutenção, reenergização de áreas escuras causadas por temporais ou balanceamento da carga dos alimentadores. Este trabalho considera o problema de reconfiguração da rede com o objetivo de balancear a carga dos alimentadores sem deixar de observar as restrições de capacidade dos alimentadores, de queda de tensão nas barras de carga e de radialidade da rede. Considera-se também um caso particular no qual há a necessidade de transferir carga de um determinado alimentador para os seus adjacentes por questões operativas, a fim de facilitar uma eventual manutenção ou visando a restauração de áreas desenergizadas. Depois da definição matemática do problema e da revisão da literatura especializada, são descritos sete algoritmos baseados em um método de balanceamento de carga conhecido como ¿Distance Measurement Technique (DMT)¿ aplicado a várias técnicas, inclusive a técnica de multichaveamento, usadas para determinar as operações de chaveamento envolvidas. Por fim, por meio de estudos com redes reais de médio e grande porte avalia-se a aplicabilidade das abordagens propostas / Abstract: Electric energy distribution systems can be reconfigurated aiming at maintenance operations, reenergizing dark areas caused by storms or feeder load balancing.This work considers the network reconfiguration problem with the load balancing objective while respecting constraints like feeder and voltage limits as well as the maintenance of a radial structure. It is also considered the particular case in which one wants to transfer load from a given feeder to its adjacent ones caused by maintenance operations or service restoration. After defining the mathematical formulation proposed and presenting the bibliographical survey, seven algorithms are presented based on a method for load balancing known as Distance Measurement Technique (DMT) applied to several technique, also the multitier technique, used to determine the switching operations involved. Finally, the effectiveness of these proposed methods are proved in a set of four systems, two of them referring to real Brazilian systems / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Santos Junior Anesio dos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:32:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bauab_GabrielaHelenaSergio_D.pdf: 3455899 bytes, checksum: 4ade2d30d8e9de4118018a2a17477849 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Com a expansão dos sistemas elétricos e o aumento de carga, uma das dificuldades dos operadores é a manutenção do perfil de tensão do sistema. Neste trabalho é proposta uma estratégia de cálculo de variáveis descontrole, visando melhoria nos perfis de tensão das redes de transmissão e distribuição consideradas de forma integrada. Esta estratégia leva em consideração as especificidades dos componentes dos sistemas, como barras com controle de tensão, transformadores em fase com controle de tap das subestações de transmissão e das subestações de distribuição. Para a abordagem da regulação de tensão no sistema de transmissão é proposta a decomposição do problema. Esta é realizada levando em conta os efeitos que as variáveis de decisão provocam no sistema. A decisão sobre as variáveis de tensão das barras com controle é calculada por meio da resolução de um problema de otimização que envolve uma heurística para o tratamento das restrições sobre as injeções de potência reativa. Na seqüência, as decisões sobre os taps dos transformadores das subestações de transmissão também são tomadas com base em um problema de otimização simplificado. Para a integração das soluções dos sistemas de transmissão e distribuição é proposta uma heurística de ajuste de carga baseada em cálculo de fluxo de carga. O cálculo dos taps dos transformadores das subestações de distribuição é feito considerando a invariância d fluxo de potência ativa através das mesmas e possibilita a recuperação do perfil de tensão dos alimentadores. São apresentados resultados obtidos com sistemas de testes considerados em situações de operação normal e com perturbações, como contingências em circuitos de transmissão e alterações de carga. / Abstract: With the expansion of the electrical systems and the load increase, one of the difficulties of the operators is the maintenance of the voltage profile of the system. In this work, a control variable calculation esstrategy is proposal, aiming the improvement in the voltage profiles of the networks, considered transmission and distribution of integrated form. This strategy takes in consideration the specificities of components of the systems, such as voltage control, control of tap of transformers of transmission's subtation and distribution's substation. For the voltage regulation problem of transmission systems, a problem decomposition is proposal. This is based on the decomposition according to effect provoked for the same ones on the system. The decision on voltage variable of control bars is calculated by the resolution of a optimisation problem that involves a heuristic for the treatment of the reactive power injections restrictions. In the sequence, the decision on tap variable of transformers of transmission substation are also taken based on a simplified optimisation problem. For the Integration of the solutions of transmission and distribution systems is proposed a heuristic of load adjustment based on load flow calculation. The calculation of transformers' taps of the distribution substation is made considering the permanence of active power flow through the same ones and makes possible the recovery of the voltage profile of the feeders. Tests with transmission and distribution systems are presented considering normal operation and disturbances situations, as contingencies in the transmission circuits and load alteration. / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T07:49:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_TiagodeMoraes_M.pdf: 5056910 bytes, checksum: e6df43d1508493560aa5e60a3182b1e1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Visando manter a qualidade da energia elétrica entregue aos consumidores e atender os critérios de operação impostos pelos órgãos reguladores dos sistemas elétricos, necessita-se realizar análi-ses técnicas em sistemas de distribuição de energia. Os principais estudos realizados são os de cálculo de fluxo de potência, cálculo de curto-circuito e também análises da distorção harmônica. Um problema encontrado atualmente é que apesar de muitos métodos serem desenvolvidos com o objetivo de auxiliar na realização destes estudos, geralmente cada método é dedicado a um tipo de análise, ou seja, não há uma integração entre as diversas ferramentas de análise de rede, o que acaba dificultando o trabalho do engenheiro da concessionária. Com o objetivo de integrar as principais análises do setor de distribuição em uma única ferramenta, neste trabalho foi imple-mentada uma metodologia generalizada com capacidade para encontrar a solução para problemas de sistemas multifásicos, unificando os cálculos de fluxo de potência na frequência fundamental, fluxo de potência em frequências harmônicas e curto-circuito. Neste contexto, entre as vantagens do programa desenvolvido destacam-se: (a) unificação das principais ferramentas de estudos em sistemas de distribuição ¿ fluxo de potência, curto-circuito e fluxo de potência harmônico; (b) modelagem multifásica ¿ essa modelagem permite representar explicitamente o neutro e diferen-tes características de aterramento (por exemplo, sistemas multiaterrados); (c) robustez ¿ o método de solução utilizado é o Newton-Raphson; (d) flexibilidade ¿ cada componente da rede é mo-delado por ramo, permitindo maior flexibilidade na representação de diferentes conexões dos equipamentos; (e) o algoritmo foi implementado utilizando-se linguagem de programação Python. Este trabalho apresenta detalhes da formulação utilizada e a validação do algoritmo pela comparação dos resultados obtidos com os resultados de programas de análise de sistemas de potência bastante conhecidos / Abstract: Technical analyses applied to distribution systems are needed in order to guarantee the quality in electric energy delivered to the customers and to meet the regulatory requirements. The main studies performed with these purposes are power flow, short-circuit and harmonic power flow analyses. A current problem is that, although many methods have been developed to assist these studies, generally each method is dedicated to one type of study. In other words, there is no inte-gration between the several tools of network analysis, making the work of utility engineer a dif-ficult task. In order to integrate the main distribution system analyses into a single tool, in this work, it was implemented a generalized method with the capability of finding the solution for multiphase system problems, allowing the power flow calculation in fundamental and harmonic frequencies as well as short-circuit analyses. In this context, the main advantages of the devel-oped program are: (a) unification of the main tools applied to distribution systems studies ¿ fun-damental and harmonic frequencies power flow and short-circuit studies; (b) multiphase model-ing ¿ the models allows to represent multiple phases, neutral and different grounding topologies (for instance, multigrounded); (c) robustness ¿ the solution method is Newton-Raphson; (d) flex-ibility ¿ each network component is modeled as a branch, resulting in a higher flexibility in rep-resentation of different equipment connections; (e) the algorithm was implemented using Python programming language. This work presents details of the method formulation and the algorithm validation by the comparison of the obtained results with the results from well-known power system analyses software / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_RicardoTorquato_M.pdf: 3452590 bytes, checksum: db90e4d373020ef903f89b6b280df04a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os impactos causados pela instalação de geradores trifásicos de médio porte (? 1 MVA) diretamente em redes primárias de distribuição de energia elétrica (com tensão ? 10 kV) têm sido intensivamente investigados nos últimos 10 anos. Por conseguinte, atualmente, práticas de análise, operação e proteção são relativamente bem definidas e aceitas. No período de amadurecimento dessa mudança de paradigma em relação à geração de energia elétrica, de forma geral os engenheiros das concessionárias analisam uma solicitação de um novo acessante por vez, emitindo um relatório sobre as necessidades ou não de alteração do projeto. Contudo, com a publicação da Resolução Normativa #482 e outras ações, verifica-se o interesse do governo brasileiro em incentivar a conexão de geração distribuída baseada em fontes renováveis (sobretudo geradores fotovoltaicos) em redes secundárias de forma intensa e extensa. Isso produz um cenário diferente do previamente investigado na maioria dos projetos de pesquisa realizados nos últimos 10 anos, criando a necessidade de novos estudos e metodologias de análise. Neste contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma metodologia de análise probabilística que utiliza simulações Monte Carlo para identificar o impacto agregado de múltiplos geradores fotovoltaicos. São apresentadas técnicas para modelar todas as incertezas do problema, as quais estão relacionadas principalmente com a potência produzida pelos geradores e consumida pelas cargas em cada instante do dia. São desenvolvidas também duas aplicações práticas do método de análise proposto. A primeira aplicação consiste no desenvolvimento de índices técnicos capazes de estimar de forma simples e rápida (sem realizar nenhuma simulação) a potência máxima que pode ser injetada em redes secundárias sem a ocorrência de violações técnicas. A segunda aplicação consiste em uma técnica para estimar o impacto futuro da geração fotovoltaica em determinado alimentador da concessionária, de forma a auxiliar os engenheiros no planejamento da expansão das redes de distribuição. O método de análise e as aplicações apresentadas neste trabalho podem auxiliar na redução do número de barreiras existentes para a conexão de geradores distribuídos fotovoltaicos / Abstract: Impacts caused by the connection of three-phase, medium size generators (? 1 MVA) directly to primary distribution networks (with voltage ? 10 kV) have been intensively investigated over the last 10 years. As a consequence, analysis, operation and protection practices are relatively well defined and accepted. During the maturation of this paradigm change on the electric energy generation, in general, utility engineers used to evaluate new connection requests individually, providing a report with possible requirements for project modifications. However, with the publication of Normative Resolution #482 and other actions, one may notice the interest of Brazilian government on encouraging the connection of renewable-based distributed generation (mainly photovoltaic generation) to secondary distribution networks. Such fact leads to a new scenario, different from the one investigated over the last 10 years, creating the need for new studies and analysis methodologies. In such context, this M.Sc. dissertation presents a probabilistic analysis methodology that adopts Monte Carlo simulations to identify the aggregated impact of multiple photovoltaic generators. Modelling techniques are presented for all problem uncertainties, which are mainly related to the power produced by generators and consumed by loads at each instant of the day. Two practical applications of the proposed method are also developed. The first application consists in developing technical indices that provide a simple and quick estimate (without performing any simulation) of the maximum power that may be injected into secondary networks without the occurrence of technical violations. The second application consists in a technique to estimate the future impact of photovoltaic generation on a utility feeder, in order to support engineers on the expansion planning of distribution networks. The analysis methodology and applications presented in this work can help to overcome the barriers for the interconnection of photovoltaic distributed generators / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trindade_FernandaCasenoLima_D.pdf: 1722766 bytes, checksum: dec87e1e3e98a246135a42def8eef876 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Atualmente, cargas de diversos tipos de consumidores têm se tornado cada vez mais sensíveis a variações e interrupções de energia. Na maioria das vezes, falhas no fornecimento de energia são resultados da ocorrência de defeitos (faltas) em sistemas de distribuição de energia elétrica. Estes defeitos prejudicam a confiabilidade do fornecimento de energia e podem resultar em afundamento de tensão, interrupções momentâneas ou sustentadas e em elevados custos operacionais. Em vista disto, cada vez mais, os consumidores estão conscientes sobre o assunto e observa-se a necessidade da elaboração de soluções eficientes para melhorar os índices de confiabilidade e de qualidade do fornecimento de energia elétrica. Um dos métodos mais eficazes para melhorar os índices de confiabilidade e qualidade de energia elétrica em sistemas de distribuição consiste no desenvolvimento de técnicas rápidas e precisas de localização de defeitos na rede. Embora os métodos de localização de defeito empregados em alimentadores de distribuição ainda sejam rudimentares, a integração de técnicas de medição, comunicação, do conhecimento da configuração da rede e atuação de religadores em tempo real, além de dados provenientes dos Sistemas de Informações Geográficas em sistemas de distribuição permite o desenvolvimento de métodos mais eficientes, que exploram informações provenientes de diferentes locais da rede (informações distribuídas) e não apenas da subestação. Neste contexto, este trabalho explora métodos de localização de defeitos baseados em medidas de tensão provenientes de diferentes locais de modernos sistemas de distribuição. Três métodos foram investigados: (1) o primeiro, baseado na correspondência de valores de tensão, utiliza os parâmetros elétricos da rede e duas ou mais medidas de tensão ao longo do alimentador; (2) o segundo método, baseado na correspondência da corrente de falta, utiliza os parâmetros elétricos da rede e uma quantidade maior de medidas de tensão que o primeiro método; (3) finalmente, o terceiro método, baseado no mapeamento das zonas de tensão reduzida, não necessita do conhecimento completo dos parâmetros da rede, no entanto, é necessário utilizar uma maior quantidade de medidores que nos outros dois métodos. Os resultados dos testes realizados mostram que de acordo com a disponibilidade de medição de tensão ao longo do alimentador, um destes métodos pode ser escolhido para localizar o defeito de maneira eficaz / Abstract: Nowadays, loads from different classes of customers have become more sensitive to variations and interruptions from power supply. Frequently, failures in electrical energy delivery are caused by occurrences of faults in distribution systems. Such faults decrease the reliability of power delivery, increase operational costs and may result in power quality problems, such as voltage sag, short or long term outages. Since the customers consciousness is increasing, the need of efficient solutions to improve reliability and power quality indices is also increasing. One of the most efficient approaches to improve such indices in distribution systems is to develop fast and accurate fault location techniques for aerial feeders. Even though fault location methods dedicated to distribution feeders are still rudimentary, the recent integration of measurement, communication, real time knowledge of feeder configuration and reclosers trip and Geographic System Information allows the development of more efficient solutions, which explores information from different places from the grid (distributed information) and not only from the substation. In this context, this work explores fault location methods based on voltage measurements applied to modern distribution systems. Three methods were investigated: (1) the first one is based on matching voltage values, this method requires the network electrical parameters and two or more voltage meters installed along the feeder; (2) the second method is based on the correspondence of fault current, this method uses the network electrical parameters and a higher quantity of meters than the first method; (3) finally, the third method is based on the identification of low voltage zones, this method does not require network electrical parameters, however it needs a higher quantity of voltage meters than the other two methods. The test results show that according to the voltage measurement availability along the feeder, one of these methods can be chosen to efficiently locate the fault / Doutorado / Energia Eletrica / Doutora em Engenharia Elétrica