Este trabalho apresenta um modelo para análise do comportamento dinâmico da inserção da micro e minigeração solar fotovoltaica em redes de distribuição de energia elétrica. O modelo é desenvolvido com aplicação da técnica de análise e modelagem de Dinâmica de Sistemas, resultando em uma ferramenta eficiente para o auxílio na tomada de decisão e na elaboração de políticas quanto ao estímulo dos sistemas de geração fotovoltaica. O modelo desenvolvido testa as políticas, através da construção de cenários, que possibilitam ao consumidor à tomada de decisão, quanto ao investimento na micro geração, a partir dos contextos regulatório e de mercado. O modelo avalia a tomada de decisão dos consumidores quanto ao investimento em fontes de micro geração fotovoltaica englobando não apenas fatores técnicos e econômicos, mas também fatores sociais e ambientais. O modelo fornece, também, uma projeção do potencial de energia fotovoltaica associada à micro e minigeração, e permite verificar a ação da “death spiral” (espiral da morte) sobre o faturamento de distribuidoras. Diversos incentivos são implementados e investigados no sentido de promover essa tecnologia. Os resultados obtidos mostram que políticas como a criação da tarifa prêmio, em conjunto com a redução do ICMS incidente sobre a energia gerada pelo prosumidor (consumidor/gerador) e a veiculação publicitária sobre a micro geração podem alavancar o uso destas fontes no contexto energético global. / This dissertation presents an innovative method for analyzing the dynamic behavior of a multi-variable system that models the several aspects of photovoltaic solar micro generation penetration in distribution networks. The proposed model is based on the System Dynamics approach in order to test the policies through multi-criterial scenarios, including the consumer's decision-making to invest in renewable sources considering regulatory and market contexts. In addition to technical and economic aspects, social and environmental criteria are also taken into account in modelling the consumer’s decision-making. The model also provide a projection of energy photovoltaic associated with micro and minigeneration and allows to verify the action of detah spiral on distributors revenue. Several incentives are proposed and evaluated as alternatives to promote photovoltaic generation the technology. The presented model has shown as an effective tool to support the decision-making for both consumers and policymakers. Results show that policies such as feed-in tariff along with the reduction of Value-Added Tax (VAT) on generated energy may greatly promote the use of these sources in the energy market.

A maior presença de correntes harmônicas no sistema de distribuição, principalmente devido à geração distribuída, tem chamado atenção sobre suas possíveis consequências. O trabalho apresenta um método para a avaliação de harmônicas em um sistema elétrico através de um estimador de estados. A proposta é um método de supervisão da rede de distribuição utilizando o menor número de medidores possível. Isso foi feito identificando topologias de rede que viabilizam o uso de pseudomedidas no lugar de medidores. O método é aplicado a um estudo de caso baseado no modelo IEEE 13 barras e os resultados do estimador de estados foram comparados a uma simulação. Também é feita uma análise de sensibilidade do código, observando os resultados quando se adicionam erros sobre as medidas e sobre os parâmetros das linhas do sistema. / The growth of harmonic currents in distribution system, mainly due the distributed generation, is calling attention of the specialists to its possible consequences. This work presents a method to assessment of harmonics in an electric power system through a state estimator. The proposal is a method to monitor the distribution network using as few measurement devices as possible. It was performed identifying network topologies where a pseudomeasurement can replace a measurement device. The method was applied to a study case based on the IEEE 13 buses model and its results were compared to a simulation. A sensitivity analysis of the code also was performed, errors were added to measurements and lines parameters to assess the errors in the state estimator results.

Os Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDEE) estão constantemente expostos à ocorrência de faltas, o que torna de primordial importância para as concessionárias que estas sejam localizadas com rapidez e precisão. Com isso, a degradação da confiabilidade do sistema e as perdas econômicas são minimizadas. Com este intuito, diversas pesquisas vêm sendo conduzidas nas últimas décadas tendo em vista o desenvolvimento de métodos computacionais para Localização de Faltas (LF) em SDEE. Embora as técnicas disponíveis atualmente sejam capazes de estimar a distância das faltas com relativa exatidão, algumas características intrínsecas aos SDEE ainda impõem limitações à LF em alimentadores radiais. Em geral, o aspecto econômico requer o uso de dados provenientes de um único terminal de medição. Ainda, a quantidade significativa de ramais laterais tipicamente presentes nos SDEE faz com que o problema das múltiplas estimativas da LF seja considerado como a principal limitação à efetividade das técnicas existentes na atualidade. Neste contexto, este trabalho apresenta uma metodologia baseada na análise dos transitórios de alta frequência gerados pelas faltas, a qual é capaz de fornecer uma estimativa única para a LF em SDEE ramificados a partir de medições somente no terminal local. O ramal em falta e a distância da falta em relação ao terminal de medição são determinados através da comparação entre as frequências características identificadas no espectro do transitório, e as frequências teóricas calculadas para os possíveis caminhos de propagação. Uma das principais contribuições deste trabalho consiste na formulação de um modelo detalhado das linhas de distribuição desequilibradas. A formulação proposta é baseada na modificação nas equações de Carson, considerando a dependência da frequência e a inclusão dos efeitos pelicular e da corrente de retorno pela terra para altas frequências. Como resultado, esta abordagem permite uma maior exatidão na determinação dos parâmetros modais que descrevem a propagação de transitórios em SDEE desequilibrados, eliminando as aproximações adotadas pela maioria das técnicas propostas na literatura atual. A técnica proposta foi avaliada considerando simulações de faltas nos alimentadores IEEE 13 e 34 barras através do ATP/EMTP. Os resultados apresentados incluem diversos cenários de faltas, bem como a comparação com um método de LF para SDEE considerado estado da arte atualmente. / Electric power distribution systems (EPDS) are continuously exposed to faults, therefore fast and accurate fault location is of paramount importance for utilities. Thus, degradation of system reliability and economic losses are minimized. In this sense, several studies have been conducted in the last decades aiming to the development of computational methods for Fault Localization (FL) in EPDS. Although the currently available techniques are able to estimate fault distance with relative accuracy, some intrinsic characteristics of EPDS still impose limitations to FL in radial feeders. In general, the economic aspect requires use of data from one-terminal measurements. Also, typical EPDS have a large number of branches, which makes the problem of multiple FL estimates the main limitation to the effectiveness of the existing techniques. In this context, this work presents a methodology based on the analysis of the high frequency transient generated by faults, which is able to provide a unique FL estimate in branched EPDS by using only one-terminal measurements. The faulted branch and the fault distance from the measurement terminal are determined by correlating the characteristic frequencies identified in the transient spectrum and theoretical frequencies calculated for the possible propagation paths. One of the main contributions of this work is the formulation of a detailed model of unbalanced distribution lines. The proposed formulation is based on the modification of Carson’s equations, considering frequency dependence and inclusion of skin effects and the ground current return at high frequencies. As a result, this approach allows a greater accuracy in determining the modal parameters that describe the transients’ propagation in unbalanced EPDS, thus eliminating the approximations adopted by most of the techniques proposed in the current literature. The proposed technique was evaluated considering fault simulations in the IEEE 13 and 34 nodes feeders through the ATP/EMTP. Results presented include several fault scenarios as well as the comparison with a FL method for SDEE currently considered as the state of the art.

Os afundamentos de tensão são distúrbios que afetam grandemente a qualidade da energia fornecida aos consumidores, se mostrando especialmente danosos para os consumidores industriais que dependem de tensões em níveis adequados para a continuidade de seus processos de fabricação. O desempenho das redes elétricas frente aos afundamentos de tensão é usualmente mensurado através de indicadores, que dentre outros propósitos, fornecem as informações necessárias ao planejamento de ações voltadas à mitigação dos efeitos dos afundamentos de tensão causados por faltas. Em geral, as regiões da rede vulneráveis a este tipo de distúrbio são identificadas através de medições em pontos de interesse ao longo da rede. No entanto, esta abordagem se mostra restritiva, pois abrange áreas pontuais e intervalos de tempo pouco representativos. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma metodologia para estimar os indicadores de afundamentos de tensão, utilizando medições em um único terminal da rede. A técnica é baseada na determinação da localização das faltas para estimar as magnitudes dos afundamentos em todos os nós da rede. Estas informações são utilizadas para caracterizar o desempenho dos sistemas de distribuição em relação aos afundamentos de tensão que ocorrem em um dado período de estudo. A validação da metodologia foi efetuada a partir de simulações de faltas nos sistemas testes IEEE 13 nós e 34 nós. Os testes incluem a análise da sensibilidade da técnica frente a variações no carregamento da rede, considerando diversos cenários de faltas. / Voltage sags are disturbances that greatly affect the power quality supplied to customers and are especially damaging to industrial customers which rely on adequate voltage levels for the continuity of manufacturing processes. Electrical networks’ performance against voltage sags is usually measured by indices that among other purposes, provide the necessary information for planning actions aiming to mitigate the effects of voltage sags caused by faults. In general, areas vulnerable to this type of disturbance are identified by measurements at points of interest along the network. However, this approach is restrictive, since it covers punctual areas and reduced time intervals. In this context, this work proposes a methodology for estimating voltage sags indices using measurements at a single terminal. The technique is based on the fault location to estimate the magnitudes of voltage sags in all network nodes. This information is used to evaluate the performance of distribution systems in relation to the occurrence of voltage sags in a given period of study. The method’s validation was performed by fault simulations in the IEEE 13 node and 34 node test systems. The tests include a sensitivity analysis considering load variation and several fault scenarios.

As perdas elétricas, que no Brasil giram em torno de 14,4%, são prejudiciais ao desempenho técnico e financeiro das concessionárias de energia elétrica, principalmente em um cenário de uma eminente crise energética e alta regulação. A mitigação das perdas elétricas está diretamente relacionada com sua correta estimação. Para operar um sistema de energia elétrica, é de fundamental importância definir a correta modelagem dos elementos do sistema. As metodologias de estimação das perdas de energia, para sistemas de distribuição, vigentes não levam em conta possíveis erros na correta modelagem das cargas conectadas. Desta forma, este trabalho tem o objetivo de analisar a influência causada pela utilização dos modelos de carga, na estimação das perdas elétricas em sistemas de distribuição. Esta análise abrange as metodologias de fluxo de carga backward-forward sweep por soma de corrente, por soma de potência e Newton-Raphson. A perda de energia é calculada pela diferença entre a energia injetada no sistema, menos a energia entregue. O estudo de caso é realizado em um sistema de distribuição teste de 13 barras da IEEE. No caso proposto, são realizados cálculos das perdas de energia para o sistema de distribuição, considerando diferentes modelos de carga. Desta maneira, o trabalho estimou a diferença no cálculo das perdas para cada tipo de modelo de carga, em relação a perdas calculadas com o padrão original das cargas. Outro ponto analisado foi o desempenho das metodologias de fluxo de carga, frente à alteração dos modelos de carga. Os resultados demonstram que a alteração dos modelos de carga influência a estimação das perdas elétricas nos sistemas de distribuição, e o desempenho dos fluxos de carga. / Electrical losses, which in Brazil are around 14.4%, are harmful to the technical and financial performance of electric utilities, especially in a scenario of an imminent energy crisis and high regulation. Mitigation of electrical losses is directly related to its correct estimation. To operate an electric power system, it is of fundamental importance to define the correct model of the system elements. The methodologies for estimating energy losses, for the existing distribution systems, do not take into account possible errors in the correct model of connected loads. Thus, this study aims to examine the influence caused by the use of different load models, in the estimation of electrical losses in distribution systems. This analysis covers the backward-forward sweep load flow methodologies by the sum of current, by the sum of power and Newton-Raphson. The energy loss is calculated by the difference between the energy injected into the system, minus the energy delivered. The case study is performed on the IEEE 13 Node Test Feeder. In the proposed case, calculations of energy losses in the distribution system are performed considering different load models. Therefore, the study has estimated the difference in the calculation of energy loss for each type of load model, for the losses calculated with the original pattern of loads. Another point discussed is the performance of load flow methodologies, related to the change of load models. The results have shown that the change in load models influence the estimation of electrical losses in distribution systems and in the performance of load flows.

Neste trabalho propõe-se um modelo de otimização que visa alocar a geração distribuída e determinar a injeção de potência ótima neste ponto, considerados três níveis de carga. Com este fim, utiliza-se uma função objetivo onde são mensuradas as perdas de potência ativa no sistema de distribuição, assim como os desvios de tensão em cada barra, sendo estes termos da função objetivo agrupados por meio de uma constante de proporcionalidade. O modelo apresenta ainda uma série de restrições, sendo estas as variáveis de decisão quanto a alocação da GD, fluxo de potência, limite de injeção de potência no sistema, relação entre as potências aparente, ativa e reativa, fator de potência e fluxo reverso de potência na subestação. Neste contexto emprega-se programação não linear com derivadas descontínuas para resolver matematicamente o modelo do sistema elétrico de potência. Quanto aos resultados, o que se observa é a grande capacidade que a GD possui, quando adequadamente ajustada, em melhorar os valores dos principais parâmetros computados neste estudo. / In this work it is proposed an optimization model that aims to allocate distributed generation and determine the optimum power injection at this point, considering three load levels. For this purpose, it is utilized an objective function which measures active power losses in the distribution system, as well as the voltage deviations at each bus, being these terms of the objective function grouped by a constant of proportionality. The model also presents a series of constraints, which are the decision variables for the allocation of DG, power flow, power injection limit on the system, the relationship between the apparent, active and reactive power, power factor and substation reverse power flow. In this context it is employed a nonlinear with discontinuous derivatives programming to mathematically solve the power system model. As for the results, what is observed is the strong influence that DG has, when properly adjusted, in the improvement of the values of the main parameters computed in this study.

As perdas técnicas e comerciais apresentam valores significativos nas empresas de distribuição de energia elétrica, prejudicando o seu desempenho técnico e financeiro. A aplicação e avaliação das técnicas de redução de perdas estão diretamente relacionadas à correta estimação das mesmas. Este trabalho tem o objetivo de analisar o desempenho dos métodos baseados em fluxo de carga e estimação de estados na estimação de perdas, considerando sistemas de distribuição equilibrados. O método de fluxo de carga utilizado é o Newton-Raphson. Considerando este fluxo de carga, os métodos de comparação com medições e de fatores de correção são descritos e aplicados, ambos revisados da literatura. Utilizando o estimador de estados por mínimos quadrados ponderados, a estimação das perdas é dada com o auxílio da análise de erros grosseiros. Nos métodos utilizados, o primeiro aplica a análise dos resíduos, conforme é apresentado na literatura, no outro método, é proposta a aplicação da análise dos erros compostos. O estudo de caso é realizado em um sistema de distribuição equilibrado, considerando predições de carga e um número restrito de medições. Nos casos propostos, são inseridos diferentes níveis de perdas comerciais, em diferentes barras, e é considerado que as predições de carga e as medições estão sujeitas a erros. Para cada caso proposto, os resultados apresentam os erros dos métodos na estimação das perdas técnicas e comerciais. Adicionalmente, é realizada uma análise da relação dos erros com o nível de inserção de perdas comerciais. O trabalho também apresenta o desempenho dos métodos na localização das perdas comerciais e um estudo do custo computacional das metodologias. Os resultados demonstram que a precisão da predição de carga é determinante na estimação das perdas comerciais. O método baseado em estimador de estados com a aplicação da análise de erros compostos, proposto neste trabalho, apresentou os melhores resultados na estimação e identificação de perdas. A expansão deste método para sistemas de distribuição maiores e desequilibrados aparenta ser uma alternativa interessante para a estimação e combate de perdas. / The technical and commercial energy losses are significant in distribution companies, hampering the technical and financial performance. The application and evaluation of techniques to reduce losses are directly related to the proper loss estimation. This work aims to analyze the performance of loss estimation using methods based on load flow and state estimation, considering balanced distribution systems. The method of load flow used is the Newton-Raphson. Considering this load flow, the methods of comparison with measurements and correction factors are described, both of them from the literature. Using the weighted least squares state estimator, the losses are estimated using the gross error analysis. One of the methods uses the residue analysis, as presented in the literature, in another method, is proposed to use the composed error analysis. The case study is performed in a balanced distribution system, considering load forecastings and a limited number of measurements. In the proposed cases, different levels of commercial losses are inserted in different buses, and it is considered that load forecatings and measurements are subject to error. For each proposed case, the results show the methods errors in technical and commercial loss estimation. Additionally, an analysis of the relationship of estimation errors with the level of commercial losses is performed. This work also shows the methods performance in the commercial losses location and a study of the computational costs of methods. The results show that the load forecast accuracy is relevant in the commercial losses estimation. The method based on state estimation that uses composed error analysis, proposed in this dissertation, showed the best results in the loss estimation and identification. The expansion of this method for larger and unbalanced distribution systems appears to be an interesting alternative to estimate and combat losses.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-10-13T13:02:10Z No. of bitstreams: 1 Tese Adonias versão_final.pdf: 1744155 bytes, checksum: b438067f8dc9b59662b5d5bed7dbf459 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-10-13T13:02:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Adonias versão_final.pdf: 1744155 bytes, checksum: b438067f8dc9b59662b5d5bed7dbf459 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-13T13:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Adonias versão_final.pdf: 1744155 bytes, checksum: b438067f8dc9b59662b5d5bed7dbf459 (MD5) / Os consumidores residenciais apresentam uma diversidade de hábitos no uso da energia elétrica e um dos maiores desafios é o de prever a demanda a fim de equalizar a oferta com o consumo. Neste sentido, o desenvolvimento de métodos de agrupamento baseados no reconhecimento de padrões de consumo é de fundamental importância no gerenciamento da eficiência do setor elétrico. O objetivo deste trabalho é propor um método constituído de dois algoritmos: um aplicável a séries temporais univariadas e outro aplicável a séries temporais multivariadas, ambos desenvolvidos para o reconhecimento de padrões de séries temporais com o mesmo número de pontos amostrados e para o mesmo período de observação. Os dados estão relacionados aos programas de eficiência energética implementados por duas empresas distribuidoras de energia elétrica, e em ambos os casos, a substituição de refrigeradores se referiu às residências de consumidores de baixa renda das distribuidoras. Os dados foram coletados diretamente dos refrigeradores das unidades consumidoras antes (caso I) e depois (caso II) da substituição dos equipamentos. Refrigeradores novos foram doados às unidades consumidoras em substituição aos equipamentos antigos com menores recursos tecnológicos e prazos de vida útil esgotados. Dentre as opções indicadas pelo Protocolo Internacional para Medição e Verificação de Performance (PIMVP), este trabalho se enquadra na Opção B. A coleta de dados teve como alvo as medições das grandezas da potência elétrica e temperatura associadas aos refrigeradores, e respectivamente, os sistemas de medição SAGA 2000 e Termohigrômetro Extech RHT 10 foram utilizados nos períodos antes e após substituição. O algoritmo FCM (Fuzzy C-Means) foi utilizado como referência comparativa tanto para a versão univariada quanto para a versão multivariada, sendo que, para a versão multivariada, foi adotada uma versão modificada do FCM baseada em uma métrica de similaridade que utiliza componentes principais (Similarity Principal Componente Analysis – SPCA). Na versão univariada, antes das substituições (caso I), o método proposto e o FCM tiveram, respectivamente, um índice global de silhueta (medida da qualidade de agrupamento) de 0,28 e 0,25. Após as substituições (caso II) dos refrigeradores, ambos métodos reconheceram a existência de apenas um grupo e padrões semelhantes. Na versão multivariada, no caso I, o método proposto teve o índice global de silhueta de 0,19, e no caso II, o índice global de silhueta foi de 0,46. Os índices obtidos pelo método FCM no caso I e no caso II, respectivamente, foram de -0,12 e 0,21. O método proposto apresentou uma identificação de uma maior diversidade de padrões; o reconhecimento da sazonalidade através de uma abordagem multicritérios; o melhoramento da tomada de decisão através de uma melhor classificação dos perfis de consumidores heterogêneos; e a definição do número de clusters através de uma abordagem baseada em grupos semi-hierárquica, revelando-se assim como uma importante contribuição para o estado-da-arte. A partir dos desafios e resultados obtidos neste trabalho, são sugeridas possibilidades de trabalhos futuros que incorporem análises para a previsão de diferentes dinâmicas temporais, período de amostragem e incerteza de medição. / The Residential customers have a diversity of habits in the use of electric power and one of the biggest challenges is to forecast demand in order to equalize the supply to consumption. In this sense, the development of clustering methods based on the recognition of patterns of consumption is of fundamental importance in managing the electricity sector efficiency. The objective of this work is to propose a method consists of two algorithms: one applicable to univariate time series and another applicable to multivariate time series, both developed for the recognition of time series patterns with the same number of sample points for the same period observation. The data are related to energy efficiency programs implemented by two distributors of electricity, and in both cases, the replacement of refrigerators referred to the homes of low-income consumers of the distributors. Data were collected directly from the refrigerators of consumer units before (case I) and after (case II) of the equipment replacement. New refrigerators were donated to consumer units to replace old equipment with lower technological resources and exhausted useful lives. Among the options listed by the International Protocol for Performance Measurement and Verification (IPMVP), this work fits in option B. The data collection had how target the measurements of quantities of electric power and temperature associated with refrigerators, and respectively, the measurement systems SAGA 2000 and Thermohygrometer Extech RHT 10 were used in the periods before and after replacement. The FCM (Fuzzy C-Means) algorithm was used as a comparative reference for both version (univariate and multivariate), being that to the multivariate was used a modified version of the FCM, based on a similarity metric that uses principal component (Similarity Principal Component Analysis - SPCA). In the univariate version before the replacement (case I), the proposed method and FCM have, respectively, a global silhouette index (clustering quality measurement) of 0.28 and 0.25. After replacements of refrigerators (case II), both methods have recognized the existence of only one group and similar patterns. In the multivariate version, in the case I, the proposed method had the global silhouette index of 0.19, and in the case II, the global silhouette index was 0.46. The index obtained by the FCM method in case I and case II, respectively, were -0.12 and 0.21. The proposed method showed an identification of a greater diversity of patterns; recognition of the seasonality by a multi-criteria approach; improvement of decision-making, through better classification of heterogeneous consumer profiles; and the definition of the number of clusters through an approach based on semi-hierarchical cluster, revealing itself as an important contribution to the state of the art. From the challenges and results of this study, possibilities for future work incorporating analysis for predicting different temporal dynamics, sampling period and measurement uncertainty are suggested.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:34Z : No. of bitstreams: 1 000847448.pdf: 3557956 bytes, checksum: d8d59cf316d8db297ab42f45ceedfd01 (MD5) / Este trabalho apresenta análises do impacto da conexão de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição na qualidade de energia elétrica em três consumidores de uma cidade aonde está se iniciando um projeto de Smart City. É utilizado como referência para as análises o módulo 8 dos Procedimentos de Distribuição (PRODIST). As análises realizadas são de grande importância para se ter uma avaliação de como a qualidade da energia elétrica dos consumidores será afetada quando os sistemas fotovoltaicos forem conectados as suas residências, aos seus estabelecimentos ou até as suas industrias. Os conceitos apresentados no levantamento bibliográfico foram utilizados para a compreensão tanto da temática de Smart Cities e Smart Grid, como dos problemas de qualidade de energia elétrica que foram analisados. Os resultados das medições de qualidade de energia são analisados a partir de uma comparação dos parâmetros encontrados antes e após a instalação dos sistemas fotovoltaicos nos consumidores. Ao se observar as diferenças entre os resultados foi possível concluir quais foram os impactos causados pela presença da fonte de geração distribuída em questão / This paper presents analysis of the impact of PV systems connected to the distribution network in the electric power quality in three consumers in a city where is launching a Smart City project. It is used as a reference for the analysis the module 8 of Distribution Procedures (PRODIST). The analyzes are of great importance to have an evaluation of how the consumers power quality will be affected when PV systems are connected to their homes, their businesses or even to their industries. The concepts presented in the literature were used for the understanding subjects such as Smart Cities, Smart Grid and power quality problems. The results of power quality measurements are analyzed from a comparison of estimated coefficients before and after the installation of photovoltaic systems on consumers. By observing the differences between the results it was possible to conclude which the impacts were caused by the presence of the source of distributed generation in question

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-16. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:24Z : No. of bitstreams: 1 000846541.pdf: 17370024 bytes, checksum: 9ed1e29f49181dc8fe384db35c4fd1e4 (MD5) / Esta tese de doutorado se baseia na necessidade atual e tendência mundial da busca por tornar mais inteligentes os sistemas de distribuição de energia elétrica, por isso, o objetivo geral deste trabalho é desenvolver uma Arquitetura de Simulação em Tempo Real e Controle (ASTR&C) para alimentadores elétricos de distribuição, com o intuito de analisar a qualidade da energia e melhorar as ações de controle nos sistemas de distribuição, procurando assim aumentar a confiabilidade e sustentabilidade do sistema de potência. A ASTR&C utiliza uma plataforma VHDL-AMS como interface gráfica do usuário (Graphical user interface - GUI) para desenvolver a simulação do sistema elétrico e a linguagem VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Description Language) para o desenvolvimento do sistema de gerenciamento e controle da rede de distribuição (Distribution Management System and Control - DMS&C), através de um dispositivo FPGA (Field Programmable Gate Array). Ambas as linguagens de descrição de hardware VHDL e VHDL-AMS (VHDL analog and mixed-signal), juntamente com as informações do sistema elétrico de distribuição, tornam possível a simulação em tempo real e controle de alimentadores de distribuição de energia elétrica. A GUI na plataforma VHDL-AMS, além de executar a simulação do sistema elétrico de distribuição, envolve dois processos: 1) Importação de todos os parâmetros do sistema de distribuição real, a partir de um arquivo de texto, possibilitando a alteração de quaisquer dados deste alimentador de distribuição em ambiente VHDL-AMS e 2) Envio dos dados de controle necessários para o dispositivo FPGA. O DMS&C desenvolvido está focado no gerenciamento do perfil de tensão do alimentador admitido como estudo de caso, realizado através de um dispositivo FPGA, o qual dispõe como prioridade o controle do regulador de tensão do sistema de distribuição, com base na comutação de TAP do mesmo. Neste... / This doctoral thesis is based on current need and global trend in the search for making smarter electric power distribution systems. For this reason, the objective of this work is to develop a Real-Time Simulation and Control (RTSC) architecture of electrical distribution feeders, in order to analyze power quality and improve the control actions in distribution systems, to increase power system reliability, and sustainability. The RTSC architecture uses VHDL-AMS platform as graphical user interface (GUI) to develop the simulation of the electrical system and VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Description Language) language for developing the Distribution Management System and Control (DMS&C) through a FPGA device. Both VHDL and VHDL-AMS (VHDL analog and mixed-signal) hardware description languages along with electric distribution system information make possible the real-time simulation and control for electrical distribution feeders. The GUI in VHDL-AMS platform, which, besides running the simulation of the electrical distribution system, involves two processes: 1) Import of all parameters of the distribution system from a text file, making it possible to change any data of this distribution feeder into a VHDL-AMS environment, and 2) Sending necessary control data to the FPGA device. The developed DMS&C is focused on voltage profile management of admitted feeder as a case study, performed through a FPGA device, which provides as priority control of the distribution system voltage regulator, based on the voltage regulator TAP switching. In this context, DMS&C was developed to propose feeder voltage level regulation actions to the distribution system real controller, considering the real feeder characteristics, with concentrated loads and network reduction, for constituting the case study of this thesis. It stands out as the main contribution of this thesis work, the presentation of a novel real-time simulation and control ...