Orientador: Carlos Alberto Favarin Murari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T05:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JulianoAndrade_M.pdf: 2172048 bytes, checksum: c41c62db07439b74c8ae778f46eda707 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A partir das privatizações do setor elétrico nacional na década de 90, o governo federal julgou necessário fortalecer a regulação sobre as concessionárias de distribuição de energia elétrica enquanto que as empresas adquirentes buscaram formas de tornar esta atividade mais rentável, visando a valorização das suas ações. Nesse contexto, é importante que as distribuidoras de energia elétrica disponham de mecanismos de combate às perdas não técnicas, visando minimizar as perdas por fraude, furto, desvios, queimas de equipamentos, ligações erradas nas medições de energia elétrica, entre outras dessa natureza, que influenciam diretamente no faturamento das concessionárias. A partir da classificação socioeconômica de cada área de concessão, a ANEEL realizou estudos estatísticos para determinar a empresa benchmark e, a partir desta, determinar as metas de redução de perdas para as concessionárias. O regime yardstick competition adotado, estimula a competição em relação à empresa com melhores níveis de eficiência na redução de perdas e com níveis de complexidade socioeconômico similares. O objetivo desta pesquisa foi a elaboração de um modelo matemático fundamentado na teoria de conjuntos nebulosos (Fuzzy Sets), visando a melhoria dos critérios de seleção de unidades consumidoras para fins de inspeção, com o intuito de reduzir as perdas não técnicas. Em MatLab? elaborou-se um algoritmo com variáveis pertinentes ao problema e, por meio de um sistema baseado em regras, sob a égide de um controlador nebuloso aplicando o Método Mamdani, pode-se determinar um escore das instalações mais favoráveis à inspeção pela concessionária. O algoritmo baseado em lógica nebulosa apresentou bom desempenho, com a indicação de novos nichos de seleção e portanto superior ao patamar de especificidade de métodos já usados, entre eles redes neurais e modelo CHAID. A função do modelo nebuloso é fornecer um escore final que diz o quanto a unidade consumidora é irregular ou não / Abstract: From the national power sector privatization in the 90¿s, the federal government has deemed necessary to strengthen the regulation on the electricity distribution utilities while the acquiring companies sought ways to transform this activity into a product that generates more value to their stock trading. In this context, it is important that the electric utilities have mechanisms for combating non-technical losses in order to minimise losses for fraud, theft, misappropriation, burning equipment, faulty connections in the kwh meters, among others, that influence directly in the billing of dealers. From the socioeconomic classification of each concession area, the Electric Power Federal Agency - ANEEL conducted statistical studies to determine the benchmark company and, from this, determine the goals of reducing losses to the electric utilities. The yardstick competition enables compare the performance of various agents and stimulates the competition in relation to the company with the highest levels of efficiency in reducing losses. The objective of this research was the development of a mathematical model based on the theory of fuzzy sets applied to the improvement of the selection criteria of consumer units for inspection purposes, in order to reduce the non-technical losses. In MATLAB? it was developed an algorithm with variables relevant to the problem and, through a rules-based, under the aegis of a Mamdani fuzzy controller applying the method, the system can determine a score of more favorable consumers to inspection by the concessionaire. The algorithm based on fuzzy logic performed well, indicating new niches of selection and therefore superior to the level of specificity of methods already used, including neural networks and the CHAID technique. The function of the fuzzy model is to provide a final score that tells how much the consumer unit is irregular or not / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva, Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T08:02:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoranGallardo_JesusArmando_M.pdf: 2721295 bytes, checksum: b77963f7816aa3479e912a0d66af1e0f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se um estudo detalhado sobre a influência provocada pela instalação de geradores síncronos no desempenho da operação em regime permanente de sistemas de distribuição de energia elétrica. O estudo é baseado em simulações estáticas e foram investigadas duas formas de controle do sistema de excitação do gerador: operação mantendo tensão terminal constante e operação mantendo fator de potência constante. Determinou-se o impacto nos seguintes aspectos técnicos associados com a inserção de geradores nos alimentadores de distribuição: variação do perfil de tensão do sistema em regime permanente, perdas elétricas de potência ativa e reativa, e estabilidade de tensão. Diversos cenários e condições de carregamento do sistema foram considerados. Baseados nos resultados obtidos são propostos índices matemáticos que permitem avaliar sistematicamente o impacto desses geradores no desempenho de regime permanente do sistema. A partir desses índices empresas ou órgãos responsáveis pela integração de geração distribuída podem determinar quais pontos do sistema de distribuição são mais adequados para a instalação de geradores síncronos, tendo em consideração os aspectos supracitados / Abstract: In this master¿s thesis, it is presented detailed studies on the impact of distributed synchronous generators on the steady-state performance of distribution system. Synchronous generators equipped with exciter systems acting as voltage or power factor regulator are analyzed. Impacts on steady state voltage profile, active and reactive power losses, and voltage stability were determined considering different scenarios and system loading conditions. Mathematical indices are proposed to systematically evaluate such impacts. With these indices, one can determine which buses are more suitable for the installation of distributed synchronous generators considering the above cited technical aspects / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho, Fujio Sato / Tese (outorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T07:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_AlexandreBatistadeJesus.pdf: 4145945 bytes, checksum: 842edd8e3f4d7ce1970318c4cd2dbeb8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta uma ferramenta computacional denominada Gerenciador de Paralelismo de Alimentadores Radiais de Distribuição (GPARD), que foi desenvolvida para o estudo de manobras de paralelismo entre alimentadores radiais de distribuição de energia elétrica, localizados na mesma subestação ou em subestações diferentes, derivados do mesmo transformador ou de transformadores diferentes. O GPARD e uma ferramenta computacional que contribui para a operacao de sistemas de distribuição auxiliando os operadores do sistema na tomada de decisão para a realização de manobras de paralelismo durante a operacao ou em estudos prévios, fundamentada na analisem gráfica de resultados de simulação e de medidas remotas, resultando em flexibilidade operacional para o sistema e segurança para os consumidores. Tal ferramenta computacional poderá ser bastante utilizada em um ambiente de rede inteligente onde ações rápidas envolvendo medições, transmissão de dados e controle é necessária durante a operacao do sistema elétrico / Abstract: This work presents a computational tool named Management of Parallel Distribution Radial Feeders (GPARD), dedicated to the study of radial distribution feeders parallelism maneuvers, located in the same substation or in different substations, supplied by the same transformer or by different transformers. The GPARD is a computational tool that helps the operation of distribution systems helping system operators in making decisions for the maneuvers of parallelism during the operation or in previous studies, based on graphical analysis of simulation results and remote measurements resulting in operational flexibility to the system and safety to consumers. This computational tool can be utilized in a smart grid environment where fast actions involving measurements, data transmission and control are necessary for the operation of the electric system / Tese (outorado) - Universidade / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Christiano Lyra Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:20:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VizcainoGonzalez_JoseFederico_M.pdf: 972282 bytes, checksum: 652889ccc97d9102a9333902b4169885 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: As perdas técnicas de energia nas redes primarias de distribuição são decorrentes das resistências elétricas nas linhas. Pela natureza indutiva de algumas cargas e reatâncias das linhas, parte da energia dissipada é devida aos fluxos de potências reativas entre a subestação e os pontos de carga. Capacitores instalados próximo às cargas podem fornecer energia reativa local, diminuindo as perdas de energia na rede. Este trabalho apresenta inovações conceituais e de implementação que permitem o resgate da abordagem por programação dinâmica para a solução do problema de instalação e dimensionamento de capacitores fixos em redes de distribuição, para perfis de cargas fixos ou variáveis. O trabalho também aborda o problema de controle de capacitores chaveados, propondo duas novas abordagens. A primeira abordagem desenvolve uma versão de sistemas complexos adaptativos, também chamados sistemas classificadores. A segunda abordagem corresponde a uma especialização dos conceitos de programação dinâmica esenvolvidos para o problema de instalação de capacitores. Estudos de casos em redes reais de grande porte ilustram as possibilidades das metodologias desenvolvidas / Abstract: Technical energy losses in primary distribution networks are due to electrical resistances in lines. Due to reactance of power lines and inductive nature of some loads, part of the energy dissipated is due to reactive power that travels back and forth in lines, all the way from power sources to load points. Capacitors installed near load points can provide local complementary reactive power that decrease losses. This work presents conceptual and implementation innovations that allows to rescue the dynamic programming approach for the capacitors sizing and allocation problem in distribution networks, for fixes and variables loads. The work also presents two approaches to the capacitors control problem. The first approach is the development of a complex adaptive system (a classifier systems). The second approach to the capacitor control problem is a specialization of dynamic programming concepts, developed for the capacitors placement problem. Case studies in large real networks illustrate the possibilities of the developed methodologies / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rosangela Ballini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Economia / Made available in DSpace on 2018-08-26T10:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Semolini_Robinson_D.pdf: 2731017 bytes, checksum: c43b75ab3dc33b97fd1c449d04a74e03 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Em substituição ao Modelo Normativo de Empresa de Referência, que vigorava no Brasil desde 2003, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) implementou, em 2011, metodologia de benchmarking para o cálculo dos custos operacionais regulatórios para cada uma das 63 Concessionárias de Distribuição de Energia Elétrica, baseada na média dos resultados dos modelos de Análise Envoltória de Dados (DEA) e Mínimos Quadrados Corrigidos (COLS). A partir dos problemas identificados nesta metodologia de benchmarking e, fundamentado em estudo das práticas regulatórias internacionais na aplicação de benchmarking para regular os custos operacionais de distribuidoras, o objetivo desta tese é propor uma metodologia de benchmarking para a regulação dos custos operacionais das distribuidoras de energia no Brasil, baseada nos seguintes princípios: uso de base de dados e metodologias estatísticas aplicadas; construção de método para a estimação da eficiência a partir de um modelo estruturado, interpretável e que utiliza técnicas de modelagem econométrica; consideração das particularidades do país: grande heterogeneidade climática, geográfica, socioeconômica e, principalmente, da forma de gestão e propriedade; e factível e simples de ser implementado pelo regulador para o caso brasileiro. Partindo destes princípios, as seguintes melhorias para compor a proposta foram alcançadas: (i) agrupar as distribuidoras em 3 clusters de acordo com a forma de gestão e propriedade: distribuidoras públicas, privadas independentes e privadas pertencentes a holdings. Esta clusterização mostrou ser estatisticamente significativa com relação à eficiência e à produtividade dos grupos; (ii) uso dos produtos mercado, clientes e rede, corrigindo o problema da multicolinearidade entre estas variáveis com auxilio da técnica estatística de Análise de Componentes Principais, resultando na construção de uma Variável de Escala Composta; (iii) uso do TOTEX como insumo, conforme preferência dos reguladores para tratar o incentivo das distribuidoras de contabilizarem seus custos operacionais (OPEX) como investimentos (CAPEX); (iv) inclusão da Qualidade do fornecimento como insumo, por meio da variável Energia não Suprida, para tratar o trade-off entre Qualidade, OPEX e CAPEX; (v) aplicação do modelo paramétrico de Análise de Fronteira Estocástica (SFA), recomendado como melhor método a ser utilizado, quando da presença de quantidade de dados suficientes, como o caso do Brasil; (vi) tratamento das heterogeneidades entre as distribuidoras diretamente na modelagem da função de custos, para evitar que estes fatores sejam incorretamente atribuído à ineficiência; (vii) SFA aplicado a dados em painel, por meio do modelo com Verdadeiros Efeitos Aleatórios. A eficiência estimada considerando os 7 itens para cada cluster, evidenciou ser mais adequada quando comparada aos resultados da metodologia da ANEEL. Por fim, a proposta de implementação do modelo de benchmarking, em termos de aumentar o incentivo na busca da eficiência dos custos operacionais, tendo a preocupação adicional de manter o equilíbrio na questão da manutenção dos investimentos das distribuidoras, mostrou ser mais simples, intuitiva, eficiente e factível de ser implementada / Abstract: Replacing the Normative Model of Reference Company, which prevailed in Brazil since 2003, the National Agency of Electric Energy (ANEEL) implemented, in 2011, benchmarking methodology to calculate regulatory operational costs for each of the 63 Dealers of Electric Power Distribution based on the average results of Data Envelopment Analysis (DEA) and Corrected Least Squares (COLS). Based on problems identified in the ANEEL benchmarking methodology and grounded on studies of the international regulatory practices, applied to benchmarking regulatory operational costs of distribution, the objective of this thesis is to propose a methodology of benchmarking to regulatory operational costs of the power distributors in Brazil, based on the following principles: use database and statistical applied methodologies; building method for efficiency estimation from a structured and interpretable model, using econometric modeling techniques; considerate particularities of the country: large climate heterogeneity, geography, socioeconomic and, especially, the form of management; feasible and simple to be implemented by the regulator for the Brazilian case. Based on these principles the following improvements compose the proposed methodology: (i) grouping distributors in 3 clusters according to the form of management and ownership: public, private independent and private belonging to holdings. This clustering was shown to be statistically significant with respect to the efficiency and productivity of the groups; (ii) use of the products - market, customers and network - correcting the multicollinearity problem among them, through the statistical technique of Principal Component Analysis, resulting in the construction of a Composite Scale Variable; (iii) use of TOTEX as input, preferred by regulators to address the incentive of distributors to account their operational cost (OPEX) as investments (CAPEX); (iv) inclusion of Power Supply Quality as input, using the variable Energy Not Supplied to address the trade-off between Quality, OPEX and CAPEX; (v) application of Parametric Model of Stochastic Frontier Analysis (SFA), recommended as the best method to be used when exists sufficient amount of data, which is the Brazilian case; (vi) treatment of heterogeneities among distributors directly modeling the cost function to avoid these factors being incorrectly attributed to inefficiency; (vii) SFA applied to panel data, through True Random Effects Model. The estimated efficiency considering the 7 items for each cluster, showed to be more adequate compared to the results of the ANEEL methodology. Finally, the implementation proposed to the benchmarking model, in terms of increasing the incentive to seek efficiency in operational costs, with the additional concern of conserving the balance considering the maintenance of the distribution investments, proved to be more simple, intuitive, efficient and feasible to implement / Doutorado / Desenvolvimento Economico, Espaço e Meio Ambiente / Doutor em Desenvolvimento Economico

Submitted by Carmen Torres (carmensct@globo.com) on 2018-02-05T18:07:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoAlgoritmosEvolucionarios.pdf: 15152588 bytes, checksum: 17f1be44824b1303f352e08ae2bc2063 (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2018-02-07T16:17:24Z (GMT) / Submitted by Carmen Torres (carmensct@globo.com) on 2018-02-09T18:32:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoAlgoritmosMultiobjetivo.pdf: 7336466 bytes, checksum: 844408a690f2522ac2b67b232626c56f (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-02-21T17:14:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoAlgoritmosMultiobjetivo.pdf: 7336466 bytes, checksum: 844408a690f2522ac2b67b232626c56f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-21T17:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoAlgoritmosMultiobjetivo.pdf: 7336466 bytes, checksum: 844408a690f2522ac2b67b232626c56f (MD5) Previous issue date: 2017-08-10 / O crescimento dos grandes centros urbanos traz como consequência imediata o aumento das cargas nos sistemas de distribuição. Além disso, a crescente demanda implica em igual crescimento no consumo de reativos, que, como já se sabe, são sinônimos de perdas nos sistemas de potência, bem como de comprometimento de alguns de seus componentes. Dessa forma, é grande o desafio das concessionárias de distribuição de energia elétrica, uma vez que a dinâmica da carga imprime um maior esforço no que diz respeito ao planejamento da expansão e de melhorias no sistema. Como forma de mitigar os problemas gerados, a instalação de bancos de capacitores surge como solução prática, econômica e consolidada tecnicamente. Entretanto, há de se pensar no dimensionamento e posição de instalação dos bancos, de modo que alcancem o melhor desempenho possível. Paralelamente, o crescimento de cargas nos sistemas de distribuição introduz um novo paradigma, a presença de harmônicos provenientes de cargas não lineares. Uma das peculiaridades da presença simultânea de harmônicos e capacitores dentro de uma mesma rede elétrica é a possibilidade de ocorrência do fenômeno da ressonância, em que o valor das amplitudes de alguns componentes harmônicos ultrapassam os limites aceitáveis, produzindo diversos efeitos indesejados. Nesse contexto, este trabalho propõe a comparação entre duas técnicas evolucionárias de otimização multiobjetivo, o NSGA-II e o SPEA2, para a solução do Problema de Alocação e Dimensionamento de Bancos de Capacitores (PADBC) em redes de distribuição radiais, considerando os efeitos dos harmônicos na presença de cargas não lineares. / The rapid growth of urban areas bring, as a consequence, an increase in the amount of loads connected to the distribution grids. Furthermore, the increase in the demand implies in equal raise in reactive loads, which are known to cause losses in the network. Thus, the utilities have a great challenge ahead, as the dynamics of the load require a greater effort in terms of expansion and improvements of the grid. In an attempt to mitigate the problems caused, the allocation of capacitor banks can become a practical, economical and technically robust solution. Nevertheless, it is extremely important to analyze the sizing and positioning of the banks, in order to achieve the best possible outcome. In parallel, the increasing use of nonlinear loads cause harmonics to appear in the system. When in conjunction with capacitor banks, it is possible to develop the far more dangerous phenomenon of resonance, where the amplitude of some of the harmonics goes beyond acceptable limits, resulting in undesirable effects. In this context, this work proposes a comparison between two multiobjective optimization tehcniques, NSGA-II and SPEA2, to solve the problem of sizing and placement of capacitor banks in electric energy distribution grids, considering the effects of harmonics produced by nonlinear loads.

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-18T18:04:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FerramentasApoioTomada.pdf: 6868217 bytes, checksum: e0d7650db6e4b0ab9e91fe2ec5acbee4 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-19T12:17:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FerramentasApoioTomada.pdf: 6868217 bytes, checksum: e0d7650db6e4b0ab9e91fe2ec5acbee4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T12:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FerramentasApoioTomada.pdf: 6868217 bytes, checksum: e0d7650db6e4b0ab9e91fe2ec5acbee4 (MD5) Previous issue date: 2017-12-14 / O uso de Bancos de Capacitores (BCs) devidamente alocados vem constituindo, por muito tempo, uma das principais estratégias utilizadas para manter variáveis elétricas tais como módulo da tensão, fator de potência e carregamento de alimentadores dentro de um nível aceitável. A constante presença de harmônicos na rede acrescenta limitações no uso dessa estratégia, no entanto. Nesse contexto, este trabalho propõe a avaliação a posteriori do Índice de Ressonância (RI) no apoio à tomada de decisão juntamente com o emprego do algoritmo evolutivo multiobjetivo, SPEA2, na solução do Problema de Alocação Ótima de Bancos de Capacitores (PAOBC) em redes de distribuição radiais trifásicas considerando os fenômenos da ressonância e amplificação harmônicas devido a presença de cargas não-lineares. O PAOBC é abordado neste estudo considerando as mudanças da impedância equivalente da rede (driving point impedance) vista a partir do ponto de alocação do respectivo banco de capacitores, seja pela variação de carga durante o dia seja pelas inúmeras manobras a que o sistema é submetido. Os resultados aqui apresentados foram obtidos a partir da rede de distribuição radial trifásica IEEE 34 barras e a rede IEEE 123 barras, nas quais foram inseridos os modelos de três fontes harmônicas comumente encontradas em casos reais. Por fim, destaca-se a praticidade do uso de rotinas multiobjetivo na resolução do PAOBC e importância da avaliação de cenários de ressonância a fim de garantir o funcionamento adequado e seguro do sistema. / The use of properly allocated capacitor banks has long been one of the main strategies used to maintain electrical variables such as voltage, power factor and feeder loading within acceptable levels. However, the constant presence of harmonics in the grid limits the applicability of this strategy. In this context, this work proposes an a posteriori evaluation of the Resonance Index to support the decision making process, in conjunction with the multiobjective evolutionary algorithm, SPEA2, to solve the Optimal Capacitor Allocation Problem (OCAP) in three-phase radial distribution networks considering the harmonic resonance and amplification phenomena due to the presence of non-linear loads. A study of the variation of the equivalent impedance of the network (driving point impedance) seen from the allocation point of the respective capacitor bank, either by the variation of load during the day or by the numerous maneuvers to which the system is subjected. The results presented here were obtained from the IEEE 34-bus three-phase radial distribution network and the IEEE 123- bus network, in which the models from three different harmonic sources commonly found in real case scenarios were inserted. Finally, the convenience of the use of multiobjective routines in solving the OCAP and the importance of the evaluation of resonance scenarios in order to guarantee an adequate and safe operation of the system are highlighted.

A detecção de um tipo particular de falta, denominado de alta impedância, tem sido há muito tempo um desafio para a engenharia de proteção. Por outro lado, se a detecção é realizada com sucesso, ações preventivas e de manutenção devem ser tomadas para evitar prejuízos potenciais. Nesse contexto, os métodos de localização de faltas assumem importante papel, pois contribuem para a rápida restauração do sistema. Entretanto, os métodos clássicos, em particular as formulações a um terminal, não consideram modelos realísticos de faltas de alta impedância na sua formulação. Este tipo de falta se caracteriza pelo contato de um condutor energizado com uma superfície de elevada resistência elétrica, em que o comportamento da tensão em função da corrente apresenta uma característica não linear. Desta forma, esta tese propõe uma nova formulação para a localização de faltas de alta impedância em sistemas de distribuição de energia elétrica, com medições a um terminal, que considere tal efeito. A formulação é proposta para estimar a distância da falta em linhas de distribuição utilizando o método de estimação por mínimos quadrados, desenvolvendo um modelo no domínio do tempo do sistema elétrico e um modelo de falta de alta impedância composto por diodos antiparalelos. Mediante o modelo do sistema elétrico, é possível estimar a distância da falta, juntamente com os parâmetros da falta de alta impedância, usando sinais provenientes de um terminal, como um problema de otimização. Primeiramente, não considerando o efeito capacitivo das linhas, um modelo linear no domínio do tempo é obtido e um estimador de mínimos quadrados linear é proposto. Posteriormente, considerando o efeito capacitivo das linhas, um modelo não linear no domínio do tempo é obtido e um algoritmo de descida é proposto para a estimação dos parâmetros. Os estudos de caso foram realizados no sistema de 13 barras da IEEE modelado no Alternative Transient Program. Em todas as condições simuladas, os resultados obtidos mostraram um desempenho similar da técnica proposta com ou sem a consideração da capacitância das linhas, sendo assim, por simplicidade, optou-se pela desconsideração da capacitância. Os resultados evidenciaram que a técnica de localização de faltas proposta não mostra diferença no seu desempenho com variações do ângulo de incidência da falta e melhora quando o carregamento do sistema diminui. O erro relacionado à estimativa da distância da falta mostra-se, em geral, superior ao erro cometido ao estimar os parâmetros da falta de alta impedância. Por outro lado, os estudos de caso mostram um grande potencial para aplicar a técnica proposta como um detector e classificador de faltas de alta impedância. / High impedance fault location has always been a challenge for protection engineering. On the other hand, if this task is successfully realized maintenance action could be performed in order to avoid potential injuries. For an effective protection scheme the high impedance fault location should be performed, but a lack of research on this area is noted. This thesis proposes a new analytical formulation for high impedance fault location in power systems. The approach is developed in time domain, considering a high impedance fault model composed by two antiparallel diodes. Using this model, the fault distance and fault parameters are estimated as a minimization problem, allowing the location of the fault using one terminal signals. Firstly, the line capacitance is not considered and a linear model in time domain is obtained. In this case, the linear least square estimator is used for parameter estimation. In a second moment, the line capacitance is considered and a non-linear model in time domain is obtained. Hence, a steepest descent based estimator is proposed in order to estimate the parameters. Studies were carried out with the IEEE 13 bus modeled in the Alternative Transient Program. In view of the test results, the non-consideration of line capacitance resulted in similar accuracy in relation to its consideration. The method also is insensitive to the fault inception instant and the reduction of system load reduces the errors related to the estimations. The error related to fault distance estimation is in general greater than the estimation of the high impedance fault parameters. On the other hand, case studies shows the great potential of the technique as a high impedance fault detector method.

sensíveis têm requerido elevados níveis de confiabilidade dos sistemas de distribuição de energia. Em meio a este cenário, a proliferação de geradores distribuídos conectados próximos às cargas evidencia o surgimento de um novo paradigma na produção e utilização da energia elétrica. No entanto, muitos problemas decorrem do fato de que os sistemas de distribuição não foram projetados para incorporar unidades geradoras de energia. A estratégia completa de controle e proteção é definida sob o pressuposto do fluxo unidirecional de potência nos alimentadores. Um dos conflitos mais imediatos que surgem com a penetração da geração distribuída é relacionado ao sistema de proteção, resultado da alteração na magnitude das correntes de falta. Algumas consequências são a perda da sensibilidade e da coordenação da proteção. Se contornados estes problemas, a geração distribuída tem potencial para exercer impacto positivo sobre a confiabilidade, em especial no suporte ao restabelecimento da carga em situações de contingência. Tendo em vista estes fatores, a metodologia proposta adota uma perspectiva multicriterial para otimizar o desempenho dos sistemas de distribuição na presença da geração distribuída. Os indicadores SAIDI, SAIFI e MAIFI são formulados como modelos de otimização que possibilitam a adequação do sistema de proteção às condições operacionais impostas pela geração distribuída. Dentre os aspectos considerados incluem-se a alocação, a seletividade e a coordenação dos dispositivos de proteção. A alocação de chaves de manobras para reconfiguração do alimentador é a estratégia adotada para maximizar o efeito positivo da geração distribuída sobre a confiabilidade. As soluções dos modelos definem os locais de instalação dos dispositivos de proteção e manobras, e os ajustes dos religadores de forma independente para as unidades de fase e terra. A minimização simultânea dos indicadores é formulada como um problema de Programação Linear Inteira Mista por Metas, visando o balanço ótimo entre a redução das interrupções momentâneas e sustentadas nos sistemas de distribuição. Os modelos analíticos dos indicadores são solucionados utilizando um pacote de otimização de uso geral, baseado no método de Branch-and-Bound. A metodologia é avaliada a partir de um estudo de caso, considerando níveis crescentes de penetração da geração distribuída em um alimentador de distribuição real. Os modelos matemáticos são aplicados em cenários distintos de operação do sistema, associados à diferentes restrições econômicas. Os resultados possibilitam a avaliação do impacto da geração distribuída no restabelecimento e na proteção do sistema de forma independente. / The increasing automation of industrial processes and the sensitivity of electronic loads have required high levels of power distribution system’s reliability. In this scenario, the widespread use of distributed generators connected near the loads shows the emergence of a new paradigm in electric energy production and application. However, many problems arise from the fact that the distribution systems were not designed to deal with power generating units. The complete control and protection strategy is defined under the assumption of radial power flow. One of the most immediate conflicts that arise with the penetration of distributed generation is related to the protection system, a result of the change in fault currents magnitude. Some consequences are loss of protection coordination and sensitivity. By addressing these problems, distributed generation has the potential to have a positive impact on distribution reliability, especially in supporting load restoration during system’s contingencies. Considering these factors, the proposed methodology uses a multi-criteria approach to optimize the overall performance of distribution systems in the presence of distributed generation. The reliability indices SAIDI, SAIFI and MAIFI are formulated as optimization models that allow adequacy of the protection system in relation to the operating conditions imposed by distributed generation. The aspects considered include the allocation, selectivity and coordination of protective devices. The allocation of sectionalizing switches for feeder restoration is the strategy to maximize the positive impact of distributed generation on the system reliability. The model solutions provide the protective devices and switches locations, as well as reclosers’ settings for phase and ground units, independently. Reliability indices minimization is formulated as a Mixed Integer Linear Goal Programming problem, in order to establish the optimal trade-off between reducing momentary and sustained interruptions in distribution systems. The analytical models are solved using a general-use optimization package based on the Branch-and-Bound method. The methodology is evaluated through a case study considering increasing levels of distributed generation penetration on a real distribution feeder. The proposed mathematical models are applied in different scenarios of system operation and under different economic constraints. The results allow the evaluation of the impact of distributed generation on restoration and protection of the test system.

A convergência das habilidades técnicas com as de resiliência contribui para promover um ambiente que opere de maneira segura e eficiente. Nesta busca, pretende-se obter um sistema que mantenha o processo operante durante os infortúnios, em especial, os inesperados. Além disso, utiliza-se o conhecimento de engenharia de resiliência, tema deste estudo, que é a capacidade de um sistema ajustar o seu desempenho e, desta forma, lidar com situações críticas. O objetivo geral desta dissertação é a identificação de habilidades de resiliência utilizadas na execução de atividades de manutenção emergencial de problemas na rede elétrica de uma distribuidora de energia. Neste trabalho, são abordadas as atividades de eletricistas e operadores do Centro de Operações da Distribuição (COD) da empresa estudada. Os objetivos específicos são: (1) investigar a forma de aplicação dos filtros utilizados no processo de recrutamento e seleção da empresa para verificar se as habilidades de resiliência são contempladas e (2) propor melhorias no processo de treinamento, com base nas informações e nos resultados obtidos, bem como nos processos da empresa para facilitar e minimizar a necessidade do uso das habilidades de resiliência identificadas. Assim, sob o prisma da Engenharia de Resiliência, este estudo visa à melhor compreensão do processo de seleção e recrutamento, bem como ao treinamento destes profissionais para a sua melhoria. / The convergence of technical skills with resilience contributes to foster an environment that works safely and efficiently. The objective of this search is to obtain a system in which the functioning of the process is maintained during misfortunes, or unexpected events. Furthermore, the study approaches resilience engineering knowledge as its core subject, which is the capacity of a system to adjust its performance in order to be able to deal with critical situations. The main goal of this thesis is to identify resilience skills while performing emergency maintenance activities and diagnosing problems in the electrical network during events involving equipment failures at an energy distributor. This paper approaches the activities of the operators of the Distribution Operations Center (COD) of the company in the study. The specific objectives are: (1) to investigate the way the filters are used in the recruitment and selection process of the company to verify whether resilience skills are included, and (2) to propose improvements in the training process based on the data and results obtained, as well as on other processes of the company to facilitate and minimize the identified need for resilience skills. This way, under the Resilience Engineering perspective, this study aims at obtaining a better understanding of the recruitment and selection process, as well as improving professional training.