Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-07Bitstream added on 2014-06-13T19:46:35Z : No. of bitstreams: 1 barretofilho_aa_dr_guara.pdf: 1308626 bytes, checksum: d6b803334313bd17282b33a8053a5352 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Duas das mais importantes tarefas do planejamento energético brasileiro correspondem a etapas periféricas do processo de gestão de recursos energéticos: A etapa que precede a elaboração das diretrizes e metas do planejamento propriamente dito e a que decorre deste processo, que corresponde ao acompanhamento da implantação das ações propostas e os inevitáveis ajustes de percurso. A regionalização do planejamento, no que concerne à incorporação e ampliação da exploração de recursos energéticos renováveis, implica na orientação para o reconhecimento das potencialidades energéticas específicas regionais e a sua integração à rede do sistema nacional – em diversos níveis e em distintas modalidades de interconexão. Pelo que implica no necessário estímulo à busca de ganhos de eficiência vocacionados conforme as potencialidades locais. Daí a necessária elaboração de ferramentas de análise, inventariamento e exploração de recursos energéticos combinados, em face da perspectiva de aumento da participação das energias renováveis na matriz energética brasileira. Do outro lado, a proposta elaborada reconhece que o acompanhamento da implantação de ações dos planos e programas energéticos significa coadunar (comparar e integrar) os avanços da participação regional com referências nacionais – e internacionais – propiciadoras de ganhos de eficiência global. A proposição de uma metodologia que avalia estas duas etapas, ao lado de ferramentas e procedimentos de comparação e integração de desempenhos de energéticos renováveis, é ao que se dedica este trabalho: recursos de planejamento que possam identificar e estimular ações estratégicas e estruturantes, regionalizadas, que alcancem os levantamentos ampliados das potencialidades locais e mesmo a participação de aspectos comportamentais, sociais... / Two of the most important tasks of the Brazilian energy planning stages correspond to the peripheral process of planning energy resources: The stage that precedes the preparation of guidelines and goals of the planning itself and the stage in which the process takes place, which is monitoring the implementation of the proposed actions and the inevitable adjustments of route. The regionalization of planning regarding the development and expansion of the exploitation of renewable energy resources, demands the guidance for the specific recognition of the potential energetic resources of a specific region and its integration into the regional network of the national system - at various levels and in different forms of interconnection. This implies the needed incentive in the search for efficiency oriented gains according to the local potential. Hence the necessary development of analysis tools, inventory and exploitation of combined energy resources, due to the perspective of increasing the share of renewable energies in the Brazilian energy matrix. On the other hand, this proposal recognizes that the monitoring of the implementation of action plans and energy programs means to combine (to compare and to integrate) the regional participation improvements with the national and international references favorable to global efficiency gains. The proposition of a methodology that evaluates these two steps, along with tools and procedures for comparison and integration of renewable energy performances, is the main subject to which this work is dedicated to: Planning resources that can identify and stimulate strategic actions and structures, regionalized, that reach the expanded surveys of potential sites and even the participation of behavioral, social and political aspects of the generation and consumption of energy... (Complete abstract click eletronic access below)

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-25. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:15Z : No. of bitstreams: 1 000839230.pdf: 1998465 bytes, checksum: 9fae8ade3a865eaef8c718bc4784dce5 (MD5) / O problema do carregamento de veículos elétricos consiste em determinar a programação ótima da recarga dos PEVs (do inglês Plug-in Electric Vehicles) de forma que o custo de operação seja minimizado e as condições de operação do sistema de distribuição de energia elétrica (SDEE) sejam satisfeitas. Neste trabalho são propostas as técnicas de otimização metaheurística: Busca Tabu e GRASP para resolver o problema da coordenação do carregamento de veículos elétricos em sistemas de distribuição, modelado como um problema de programação não linear inteira mista. Posteriormente, é proposto um algoritmo híbrido chamado GRASP-BT com o objetivo principal de melhorar as soluções obtidas com as metodologias Busca Tabu e GRASP. As soluções propostas pelas metaheurísticas desenvolvidas neste trabalho indicam os períodos de tempo em que deve ser carregado cada veículo ligado no SDEE, minimizando os custos totais de operação, satisfazendo as restrições operacionais do SDEE, considerando prioridade de carregamento dos PEVs e permitindo a entrega de soluções de qualidade em tempo real. Para demonstrar a eficiência da metodologia proposta e a adaptação de cada metaheurística na resolução do problema, foi usado um sistema teste de 449 nós que considera os sistemas primário e secundário do SDEE e duas fontes de geração distribuída. Os testes são feitos com níveis de 47% e 63% de penetração de PEVs dentro do sistema / The main objective of the plug-in electric vehicles (PEV) charging problem is to determine the optimal schedule for charging the PEV batteries with the aim of minimizing the total operational cost of the electrical distribution system in order to obtain an efficient and secure system operation. The optimization techniques used to resolve the plug-in electric vehicles charging problem on electrical distribution systems are two metaheuristic: Tabu Search and GRASP. The mathematical model used to represent the PEV charging problem is a mixed-integer nonlinear programing problem. On the other hand, a hybrid algorithm named GRASP-BT is also proposed in order to improve the solutions obtained by the Tabu Search and GRASP methodologies. The solutions found by the proposed methodologies designate the time periods where each PEV battery connected to the electrical distribution system need to be charged, minimizing the total operational costs, satisfying the operational constraints, considering PEV charging priority and providing quality solution on real time. In order to show the efficiency of the proposed methodologies, a 449 nodes test system with HV and LV network and two sources of distributed generation are used. Test cases consider a 47% and a 63% of PEV penetration

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-08Bitstream added on 2014-06-13T18:08:25Z : No. of bitstreams: 1 souza_fa_me_ilha.pdf: 1540078 bytes, checksum: dcdf1d9d8a1a4c7ac5611476ba3ddbee (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Atualmente as empresas do setor elétrico deparam–se cada vez mais com as exigências do mercado energético sendo obrigadas a assegurarem aos seus clientes bons níveis de continuidade e confiabilidade no serviço de fornecimento da energia elétrica e também atender os índices de continuidade do serviço estabelecidos pela agência reguladora do setor elétrico (ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica). Para alcançar estes objetivos além de investir na otimização dos seus sistemas de transmissão e distribuição, as empresas responsáveis têm investido na automação de suas operações, buscando alternativas que reduzam os tempos de interrupção por faltas permanentes nos sistemas de potência. Através de informações disponíveis em uma subestação, é possível estabelecer um procedimento para determinar e classificar condições de faltas, localizando o elemento de proteção acionado, e assim fornecer o apoio à tomada de decisão no ambiente de subestações de sistemas de distribuição de energia elétrica. Neste trabalho é proposta uma metodologia que fornece respostas rápidas (controle on line), para detecção e classificação de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica através de informações analógicas disponíveis em uma subestação, tais como amostras de sinais de tensões e correntes na saída dos alimentadores, com uma arquitetura reconfigurável paralela que usa dispositivos lógicos programáveis (Programables Logics Devices – PLDs) -FPGAs e a linguagem de descrição de hardware – VDHL (Very High Speed Integraded Circuit – VHSIC). Para validar o sistema proposto, foram gerados dados de forma aleatória, compatíveis com informações fornecidas em tempo real pelo sistema SCADA (supervisory control and data-acquisition) de uma subestação real. Os resultados obtidos com as simulações realizadas, mostram que a... / Currently companies of the energy industry is facing increasingly with the requirements of the energy market are obliged to ensure their customers good levels of continuity in service and reliability of supply of electric energy and also meet the rates of continuity of service established by the agency regulator of the energy industry (ANEEL - National Electric Energy Agency). To achieve these goals than to invest in optimization of its transmission and distribution systems, the companies responsible have invested in automation of its operations, seeking alternatives that reduce the time of interruption by failures in the systems of permanent power. Through information available in a substation, it is possible to establish a procedure for identifying and classifying conditions of absence, finding the element of protection driven, and thus provide support for decision-making within the environment of substations to distribution systems for power. This work is proposed a methodology that provides quick answers (control online), for detection and classification of faults in distribution systems of electric energy through analog information available on a substation, such as samples for signs of tensions and currents in the output of feeders, with an architecture that uses parallel reconfigurable programmable logic devices (Programables Logics Devices - PLDs)-FPGAs and the language of description of hardware - VDHL (Very High Speed Circuit Integraded - VHSIC). To validate the proposed system, data were generated at random, consistent with information provided by the system in real time SCADA (supervisory control and data-acquisition) of a real substation. The results obtained with the simulations conducted, show that the proposed methodology, presents satisfactory results, and times of reasonable answers.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-18Bitstream added on 2014-06-13T18:49:30Z : No. of bitstreams: 1 biscaro_aap_me_ilha.pdf: 1057545 bytes, checksum: feb928c10ad58cb9fc7bef33003e6afc (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho é proposta uma técnica de otimização para alocar medidores dispersos de tensão em alimentadores radiais aéreos de distribuição baseada na metaheurística Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP), com o objetivo de melhorar o desempenho de algoritmos de localização de faltas que utilizam informações esparsas de tensão e, simultaneamente, fazer o controle em tempo real do nível de tensão do alimentador operando sob diferentes cenários. No modelo de programação proposto para alocar os medidores considera-se a natureza estocástica das variáveis envolvidas no problema relacionado com o estudo de contingências em sistemas de energia elétrica, ou seja: carregamento dos transformadores da rede no instante de ocorrência da falta, impedância de falta, probabilidade de falhas e erros de medição dos medidores dispersos de tensão, probabilidade de ocorrer qualquer um dos tipos de faltas possíveis, entre outros. O modelo da função objetivo contempla a localização de faltas com boa precisão para qualquer algoritmo que utiliza medições esparsas de tensão e os menores valores de magnitudes de tensão no alimentador, operando em condições normais ou sob contingências. Apresentam-se resultados de testes com a metodologia proposta para dois alimentadores reais de distribuição de energia elétrica. O primeiro alimentador é de médio porte, tensão nominal de 13,8 kV e possui 134 barras. O segundo alimentador é de grande porte, tensão nominal de 11,4 kV e possui 3287 barras. / This work proposes an optimization technique to allocate voltage measurement devices on radial overhead electric power distribution feeders based on Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) metaheuristic, aiming at improving the performance of algorithms for fault location using sparse voltage information, while making the real time control of the feeder’s operating voltage under different scenarios. The proposed programming model to allocate the devices considers the nature of the stochastic variables involved in the problem with the study of contingencies in electric power systems: loading of the network transformers at time of occurrence of failure, fault impedance, probability of failures and errors of measurement of dispersed voltage devices, likelihood that any of the possible types of faults occur, among others. The model's objective function includes the faults location procedure with good precision for any algorithm that uses sparse measurements of voltage and the lowest values of the magnitudes of voltage feeder, operating under normal conditions or contingencies. Test results with the proposed methodology applied to simulated data of two real life feeders are presented. The first feeder is medium size, rated voltage of 13.8 kV and has 134 bars. The second feeder is large, rated voltage of 11.4 kV and has 3287 bars.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-20Bitstream added on 2014-06-13T20:49:12Z : No. of bitstreams: 1 romero_mev_me_ilha.pdf: 1382824 bytes, checksum: b46118201c032210f988939bf442defe (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A restauração do sistema de energia elétrica consiste na busca da melhor topologia com o maior número de cargas restauradas e o menor número possível de chaveamentos. Os limites de operação devem ser respeitados, ou seja, a rede deve manter a estrutura radial, os limites de tensão e das capacidades de cargas dos alimentadores e de subestações não devem ser violados. Desta forma, um dos objetivos do procedimento da restauração do serviço em sistemas de energia elétrica é reenergizar a maioria de cargas fora de serviço no menor tempo possível, pela transferência dessas áreas para outros sistemas energizados, sem violar restrições de operações e de projeto. Isso é uma busca constante das empresas concessionárias em atender a satisfação dos clientes e da adequação aos índices de continuidade de serviços impostos pelas agências reguladoras, no caso brasileiro a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica). Neste trabalho propõe-se uma técnica para melhorar a confiabilidade de sistemas de distribuição, através da alocação de chaves automáticas para restauração desses sistemas. O problema de alocação de chaves é modelado como um problema de programação não linear restrito, com uma função multiobjetivo. A técnica de solução proposta para resolver tanto o problema de alocação de chaves como o de restauração de sistemas radiais de distribuição é um algoritmo de busca tabu reativa (BTR). Para introduzir a metodologia proposta para solução dos problemas de alocação de chaves e restauração de sistemas de distribuição, são apresentados os aspectos teóricos destes problemas, o sistema de codificação que representa soluções potenciais para o problema, e permite que o mesmo seja resolvido através de meta-heurísticas e o desenvolvimento do trabalho de pesquisa para o planejamento da operação e controle on line de um sistema real / The restoration of electric power system is the search for the best topology with the largest number of loads and restored fewest switching. The operating limits must be respected, in other words, the network must maintain the radial structure, voltage limits and capacity loads of feeders and substations should not be violated. Thus one aim of the procedure of restoration of service in electric power systems is re-energized the most charges out of service in the shortest time possible, and the transfer of these areas to other systems energized, without violating restrictions on operations and constructions. This is a constant search for businesses to meet customer satisfaction and the suitability indices of continuity of services imposed by regulatory agencies, in Brazil, ANEEL (National Agency of Electrical Energy). This paper proposes a technique to improve the reliability of distribution systems, through the allocation of keys for automatic restoration of such systems. The problem of allocation of keys is modeled as a problem of constrained nonlinear programming with a multi-objective function. The technical solution proposed to solve both the problem of assigning keys to the restoration of radial distribution systems is an algorithm of reactive tabu search (RTS). To introduce the proposed methodology for solving problems of allocation of keys and restoration of distribution systems, be present the theoretical aspects of these problems, the coding system that represents potential solutions to the problem, and allows it to be resolved by metaheuristics and development of research work for the planning of the operation and control an online real system

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-06Bitstream added on 2014-06-13T20:49:12Z : No. of bitstreams: 1 apolinario_lav_me_ilha.pdf: 1113492 bytes, checksum: 230832bf478b9499e8cf5963cb7fffbb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Faltas permanentes em alimentadores de distribuição causam atuação do sistema de proteção interrompendo o fornecimento de energia elétrica aos consumidores. Um número considerável de faltas é ocasionado por animais e vegetação em contato com partes energizadas da linha. A redução do número de desligamentos indevidos provocados pela vegetação pode ser obtida através de um criterioso programa de podas das árvores que estão sob os circuitos alimentadores. Nesta dissertação o problema de programação de podas de árvores sob a rede de distribuição é formulado como um modelo de programação não linear binária dinâmica. Neste modelo busca-se a redução das taxas de faltas devido à vegetação e a alocação otimizada de recursos humanos e financeiros anuais disponíveis pelas empresas distribuidoras para manutenção da vegetação sob a rede, de modo a não violar a restrição de confiabilidade do sistema. O modelo matemático utiliza como parâmetro a taxa de faltas no alimentador devido à vegetação. Desta forma, foram propostas duas metodologias para determinar as taxas de faltas. Em uma dessas metodologias utiliza-se um modelo de crescimento da vegetação para determinar à taxa de falta, e na outra metodologia a taxa de falta é obtida diretamente dos dados históricos de interrupção do alimentador devido á vegetação, e não requer um segundo modelo para relacionar o crescimento da vegetação às taxas de falta. Para solução do modelo matemático é proposto um algoritmo genético dedicado de Chu-Beasley. A metodologia que utiliza a taxa de crescimento da vegetação foi testada em um sistema de distribuição teste composto por 15 alimentadores, e com diferentes tipos de vegetação sob os mesmos, em que deve ser realizado o planejamento anual de manutenção da vegetação. E a outra metodologia que não considera a taxa de crescimento... / Permanent outages in distribution feeders cause the action of the protection system, interrupting the electrical energy supply to the consumers. A considerable number of faults in distribution systems are due to animals and vegetation that come in contact with the overhead power lines. The reduction of the number of faults, due to vegetation under the overhead power lines, can be achieved by means of an adequate vegetation maintenance scheduling. In this dissertation, the vegetation maintenance scheduling is formulated as a non-linear binary and dynamic programming model. This model aims to reduce vegetation-related failure rates and to optimize annual human and financial resources available by electrical energy companies for vegetation maintenance, subject to the system reliability constraint. The vegetation-related failure rate is used as a parameter in the mathematical model. In this way, two methodologies for the vegetation-related failure rates were proposed. The first one utilizes a vegetation growth model to determine failure rates. In the second methodology, failure rates are gotten from historical interruption data that occur on the feeder due to vegetation. In this case, a second model to relate the growth of vegetation with a vegetation-related failure rate is not required. To solve the mathematical model a dedicated Chu-Beasley genetic algorithm is proposed. The first methodology was tested in a test distribution system with 15 sections and different vegetation types, under the circuit feeders where the annual vegetation maintenance scheduling must be found. The other methodology was tested in a real system composed of 27 urban feeders in a city inside the São Paulo’s state (Brazil)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-03Bitstream added on 2014-06-13T19:08:09Z : No. of bitstreams: 1 gastaldello_ds_me_bauru.pdf: 1214010 bytes, checksum: 29dee0e501a74b98535a82f676d332d4 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com a modernização da sociedade e o grande crescimento tecnológico visto nos últimos anos, é difícil de imaginar a ausência da energia elétrica nos dias atuais, pois tudo depende da energia para funcionar. A energia elétrica é fundamental para todos os setores da sociedade: residencial, comercial e industrial. A qualidade de seu fornecimento também é muito importante, pois é a qualidade que garante o correto funcionamento de todos os processos realizados no dia-a-dia. No entanto, nenhum sistema, por melhor que seja, é imune à ocorrências de falhas. Assim sendo, uma boa monitoração destas falhas é necessária para realização de manobras de correção mais eficientes. Além disso, a crescente preocupação ambiental faz com que as concessionárias busquem melhores formas de levar a energia à energia à população, com redes mais seguras, mais confiáveis e também mais baratas. Os sistemas subterrâneos têm demonstrado ser uma boa solução no que diz respeito à segurança, confiabilidade e preocupação ambiental, porém a sua instalação ainda é muito cara em comparação com as redes aéreas convencionais. Como todos os sistemas, as redes subterrâneas também estão sujeitas a defeitos. A correta localização a falta (defeito) em cabos subterrâneos de distribuição de energia elétrica não é uma tarefa trivial. Além da dificuldade de acesso ao sistema, existe o alto custo das medições dos parâmetros e a necessidade de uma análise de um especialista dos sinais medidos, ocasionando erros que têm se mostrado custosos. A proposta desta dissertação consiste em estudar os sistemas subterrâneos através de ferramentas computacionais e desenvolver um sistema inteligente que auxilie com a precisão de localização de faltas subterrâneos de distribuição de energia elétrica / With the modernization of society and the great technological growth in the last years, it is hard to imagine the absence of electric power nowadays, because everything depends on energy to work. Electricity is fundamental to all sectors of society: residential, commercial and industrial. The quality supply is also very important, since quality guarantees the correct functioning of all processes performed in a daily basis. However, no system is immune to the occurrence of faults. Therefore, a good monitoring of these faults is necessary for more efficient correction adjustments. In addition, the growing environmental concerns make the power utilities to find better ways to take energy to the population, through safer more reliable and also cheaper networks. The underground system has be found to be a good approach to improve safety, reliability and environmental features, but its installation is still very expensive when compared to conventional overhead systems. Like any system, the underground networks are subjects to defects. The correct fault localization (defect) in eletricity distribution underground networks is not a trivial task, it is not just due to a difficult system acess, the high cost of measurements of the parameters and the required expert analysis of the measured signals. These factors are source of errors that have proven costly. The purpose of this dissertation is to study underground system using computational tools and develop an intelligent system to accurately assist to locating of faults in underground cables of power distribution networks

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Jean Marcos de Souza Ribeiro / Banca: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Antonio Marcus Nogueira Lima / Banca: Azauri Albano e Oliveira Junior / Resumo: Considerando a necessidade do controle de fluxo de energia elétrica nos cenários futuros de Geração Distribuída (GD), local e/ou regionalizado, este trabalho de doutorado propõe uma metodologia de controle do fluxo de potências ativa e reativa, aplicada para inversores monofásicos e trifásicos conectados à rede de distribuição em baixa tensão, utilizando as técnicas de controles baseadas nas desigualdades matriciais lineares (LMI) em conjunto com conceitos da Ɗ-Estabilidade e realimentação de estados como critério de linearização dos sistemas. O controle do fluxo de potências é baseado nas curvas de transferência de potências P-ω e Q-V (análogas a P-f (Potência Ativa-Frequência) e Q-V (Potência Reativa-Tensão)), num sistema de controle multimalhas. A metodologia multimalhas empregada no trabalho utiliza a técnica de realimentações de estados, melhorando o desempenho do controlador e atenuando possíveis distúrbios e perturbações que venham a ocorrer no sistema. Além disso, a metodologia proposta tem o objetivo de obter o melhor controlador com o menor ganho dentro da região esquerda do plano-s especificada durante o projeto, apresentando respostas rápidas com oscilações mínimas. O trabalho apresenta resultados de simulações e experimentais considerando um protótipo monofásico com uma potência nominal de 1000VA e um protótipo trifásico com uma potência nominal de 3000VA, com a finalidade de demonstrar e analisar o funcionamento das técnicas de controle propostas. / Abstract: Considering the necessity of local and/or regionalized electric energy control flow in the future scenario of Distributed Generation (DG), this doctorate work proposes a methodology of control for active and reactive electric powers, applied to single and three-phase grid-tie inverters at low-voltage electrical distribution networks, using the techniques of control based on Linear Matrix Inequalities (LMI) along with the concepts of Ɗ-stability and feedback state as a criterion of linearization systems. The power flow control is based on power transfer curves P-ω and Q-V (similar to P-f (Active Power - Frequency) and Q-V (Reactive Power - Voltage)), in a multi-loop control system. The multi-loop control applied in this work uses the technique of feedback states in order to improve the performance of controller and to attenuate possible disturbs and perturbations that could happen in the system. Moreover, the proposed methodology has the objective to obtain the best controller with the lowest gain in the left-half s-plane region specified during the design, showing fast responses with minimal oscillations. This work presents the simulation and experimental results considering a single-phase prototype with 1000VA rated power and a three-phase prototype with 3000VA rated power, in order to demonstrate and analyze the proposed control operation. / Doutor

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Dionízio Paschoareli Júnior / Banca: Gareth Harrison / Banca: Carmen Lucia Tancredo Borges / Resumo: Neste trabalho, é apresentada uma análise em regime permanente que considera a avaliação de impactos técnicos tais como perdas elétricas, queda de tensão e níveis de curto-circuito, entre outros; utilizando dados de demanda e geração variáveis no tempo ao longo de um horizonte determinado. O objetivo é encontrar um conjunto de arranjos da GD (configurações) que levem ao melhor desempenho da rede de distribuição analisada, minimizando ou maximizando cada aspecto técnico segundo o interesse da empresa de distribuição. Dada a natureza combinatória deste problema, que requer uma ferramenta de otimização capaz de manipular múltiplos objetivos, os impactos técnicos serão avaliados simultaneamente utilizando uma metodologia baseada no conceito do Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA), conduzindo a soluções mais reais e diversificadas para a tomada de decisões, conhecidas como soluções ótimas de Pareto. / Abstract: In this work a steady-state analysis considering the assessment of technical impacts such as losses, voltage drop and short-circuit levels, among others; utilizing time-variant loads and generation within a specified horizon. The objective is to find a set of configurations that lead to the best performance of the distribution network under analysis, minimizing or maximizing each technical aspect according to the utility's concerns. Given the combinatorial nature of this problem, which requires an optimization tool able to handle multiple objectives, technical impacts will be assessed simultaneously through a methodology based on the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA). This approach leads to a more realistic and diversified set of solutions for taking decisions, known as Pareto-optimal solutions. / Doutor

FINEP; Capes; CNPq; Fundação Araucária; SETI; UTFPR / A inserção de unidades de geração distribuída no sistema elétrico de potência tem contribuído para a popularização do conceito de microrrede. Vários benefícios potenciais podem ser alcançados no que tange a qualidade de energia e confiabilidade de fornecimento. No entanto, vários desafios técnicos referentes ao controle e operação de microrredes deverão ser superados, considerando a alta inserção de sistemas de geração baseados em conversores estáticos. Dentre as oportunidades no contexto das microrredes, está a operação ilhada da microrrede no caso de microrredes interconectadas ao sistema elétrico de potência, e também a operação autônoma de microrredes isoladas geograficamente do sistema elétrico de potência. A frequência em sistemas de potência de grande porte é tradicionalmente controlada por unidades de geração síncronas. A inserção de unidades de geração distribuída com conversores estáticos de potência pode trazer dificuldades ao controle de frequência da microrrede devido à redução da inércia equivalente dos geradores síncronos convencionais presentes em microrredes ilhadas autônomas ou isoladas geograficamente. Nesse contexto, se torna necessário que novas estratégias operacionais e de controle sejam propostas para o controle de microrredes, levando em consideração a presença de unidades de geração distribuída baseadas em conversores estáticos de potência plenos. Este trabalho propõe uma estratégia operacional e de controle para a operação ilhada autônoma de uma microrrede com geração híbrida eólica-diesel com elevado nível de inserção da geração eólica. A microrrede adotada no estudo é composta por um sistema de conversão de energia eólica com gerador síncrono baseada em conversor pleno e um gerador síncrono movido a diesel (GDI) e um banco de carga (DL, do inglês, dump load). Devido ao alto nível de inserção da geração eólica, a unidade eólica de geração opera no modo Vf e o gerador diesel no modo PQ. O gerador a diesel e a dump load são empregados para regular a tensão do barramento CC do conversor da unidade eólica. O controle proposto permite a operação ilhada da microrrede somente com a geração eólica, modo somente eólica (SE), e a operação híbrida eólica-diesel, modo eólica-diesel. Para o modo somente-eólica, modo com 100% de inserção da geração eólica, propõe-se uma malha de controle da tensão do barramento CC baseada na utilização de uma dump load CC. Para o modo de operação eólica-diesel propõese uma malha de controle de tensão do barramento CC adicionada ao gerador diesel conectado à microrrede CA com atuação coordenada com a dump load. A estratégia operacional e de controle proposta não requer o uso de baterias e visa maximizar a produção de energia a partir da geração eólica, garantindo a operação ininterrupta da microrrede. Os resultados obtidos demonstraram que a estratégia operacional e de controle permitiu a operação da microrrede ilhada de modo estável e que as malhas de controle da tensão do barramento CC adicionadas ao gerador diesel e à dump load se mostraram eficazes durante as variações típicas de velocidade de vento e de carga. / The insertion of distributed generation units in the electric power systems have contributed to the popularization of microgrid concepts. With the microgrids, several potential benefits can be achieved in regard to power quality and supply reliability. However, several technical challenges related to the control and operation of microgrids, which are associated with high insertion of generation systems based on static converters, must be overcame. Among the opportunities in the context of microgrids, there is the islanded operation of microgrids temporarily disconnected from the electric power systems and also the autonomous operation of geographically isolated microgrids. The frequency in large power systems is traditionally controlled by the generation units based on traditional synchronous generator. The insertion of distributed generation units based on static power converters may bring difficulties to the frequency control in microgrids, due to the reduction of the equivalent inertia of conventional synchronous generators present in islanded and isolated microgrids. In this context, it becomes necessary the proposition of new operational and control strategies for microgrids control, taking into account the presence of distributed generation units based on full-rated converter. This paper proposes an operational and control strategy for the islanded operation of a winddiesel microgrid with high insertion level of wind generation. The microgrid adopted in this study comprises of a wind energy conversion system with synchronous generator based on full rated converter, a diesel generator (DIG) and a dump load. Due to the high insertion level of wind generation, the wind unit operates in Vf mode and the diesel generator operates in PQ mode. The diesel generator and the dump load are used to regulate the DC-link voltage of the wind generation unit. The proposed control allows the islanded operation of the microgrid only with wind generation, wind-only mode (WO), and with wind-diesel generation, wind-diesel mode (WD). For the wind-only mode, with 100% of penetration level of wind generation, it is proposed a DC-link voltage control loop based on the use of a DC dump load. For the winddiesel mode, it is proposed a DC-link voltage control loop added to the diesel generator, which is connected to the AC side of the microgrid, in coordinated action with the dump load. The proposed operational and control strategy does not require the use of batteries and aims to maximize the energy production from wind generation, ensuring the uninterrupted operation of the microgrid. The results have showed that the operational and control strategy allowed the stable operation of the islanded microgrid and that the DC-link voltage control loop added to the diesel generator and the dump load proved to be effective during the typical variations of wind speed and load.