Orientador: Andre Luiz Morelato França / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:45:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Feltrin_AntonioPadilha_D.pdf: 6933341 bytes, checksum: 77a87f4fae0f90880c3c23d94aedf78f (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Neste trabalho propõe-se uma metodologia para a decomposição da etapa de solução direta de um sistema de equações linear esparso Ax = b, obtendo-se um conjuntode tarefas independentes que podem ser processadas em paralelo usando máquinas multiprocessadores. Atualmente computadores multiprocessadores tendem a apresentar baixo custo e desempenho comparável aos supercomputadores. Esta nova tecnologia poderá ser incorporada proximamente aos centros de controle em tempo real de sistemas de energia elétrica. A metodologia baseia-se na utilização da matriz de fatores inversos (W) particionada. O esquema de particionamento proposto consiste em dividir a matriz W de acordo com a profundidade dos nós na árvore dos caminhos de fatoração da matriz A. Neste esquema todas as informações necessárias para gerar as partições são obtidas diretamente da árvore de fatoração, sendo portanto de fácil implementação. Os elementos de todas as partições, exceto da última, podem ser obtidos diretamente da matriz L, sem necessidade de cálculos adicionais. O esquema de particionamento garante que novos elementos diferentes de zero ("fill-ins" adicionais) serão gerados apenas na última partição porque propositalmente esta última partição quebra relações de precedência. As substituições "forward" e "backward" são realizadas por linhas e por partições, e a estratégia proposta de divisão de tarefas atribui a um processador todo o conjunto de operações (multiplicação/adição) de uma linha em uma mesma partição. Na última partição pode-se agrupar as etapas "forward", diagonal e "backward", tornando a solução desta partição uma única etapa de multiplicação de uma matriz Wup (cheia) pelo vetor b. Isto é vantajoso em uma série de casos. A metodologia proposta transfere a velocidade da solução para a capacidade de realizar operações de ponto flutuante de cada processador, ou seja, à medida que processadores mais poderosos forem sendo desenvolvidos mais rápida será a solução em paralelo do problema quase na mesma proporção. Uma solução direta que use uma metodologia como a proposta neste trabalho, consegue uma redução nos tempos de comunicação entre processadores, como demonstra os resultados obtidos em uma implementação num computador multiprocessador com arquitetura de memória híbrida (local e global) / Abstract: This thesis describes a methodology for decomposing the repeat solution process of the equation Ax = b into independent tasks to be done in parallel, based on the matrix inverse factors (W-matrix) with partitions. It is a matter of fact that low-cost multiprocessor computers are now available featuring supercomputer-like performances. The partitioningscheme proposed in this thesis consists of breaking up the W-matrix according the depths of the factorization path tree. In this scheme, all the information needed to generate the partitions can be obtained straightforward from the network factorization path tree. The partitioning algorithm is simple and ease to implement. The elements of Wj matrices, except the last partition, can be obtained directly from L-matrix elements, not requiring extra work. The proposed scheme guarantees that additionaJ fills will be only created in the last partition. The forward and backward solutions are performed by rows, and the strategy proposed is to schedule on each processor the operations corresponding to a row of each partition. It should be kept in mind that the multiprocessor environments are equipped with powerful unit processors and then it seems a sound strategy to perform the . mult-add elementary operations inside the hardware in order to exploit its computing efficiency. This strategy seeks to match the parallel algorithm to the paralleJ architecture. The precedent relations - that give rise to delays - are replaced by mult-add operations performed inside the processor node without external communication. In the last partition, the forward, diagonal and backward solutions may be gathered, and so all the operations can be expressed as the product of matrix W1pby the updated components of vector b. The performance results show that the potentiaJ speedup of the solution time is essentially bounded by the floating point operation capability of each processor, denoting that the methodology is a suitable way to exploit the growing power of the computing technology / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Esta pesquisa apresenta o desenvolvimento e a implementação, em uma rotina computacional, de um algoritmo para a localização de faltas em redes primárias de distribuição. Este algoritmo de localização faz parte de um sistema automatizado de localização de faltas, em redes primárias radiais de distribuição, que foi desenvolvido para uma concessionária paulista. O método descrito é capaz de identificar de forma rápida os prováveis pontos de ocorrência do defeito, baseado em medições de tensões e correntes feitas somente na subestação, nos parâmetros elétricos do alimentador de distribuição e na sua topologia. / This research presents the development and implementation in a computational routine of an algorithm for fault location in primary distribution feeders. This algorithm is part of a complete automated fault location system developed to a Brazilian electricity utility. The described method is capable of identifying the most probable fault locations upon its occurrence, based on local measurements of currents and voltages only at the substation, on the electrical parameters of the distribution feeder and its topology.

Esta pesquisa apresenta o desenvolvimento e a implementação, em uma rotina computacional, de um algoritmo para a localização de faltas em redes primárias de distribuição. Este algoritmo de localização faz parte de um sistema automatizado de localização de faltas, em redes primárias radiais de distribuição, que foi desenvolvido para uma concessionária paulista. O método descrito é capaz de identificar de forma rápida os prováveis pontos de ocorrência do defeito, baseado em medições de tensões e correntes feitas somente na subestação, nos parâmetros elétricos do alimentador de distribuição e na sua topologia. / This research presents the development and implementation in a computational routine of an algorithm for fault location in primary distribution feeders. This algorithm is part of a complete automated fault location system developed to a Brazilian electricity utility. The described method is capable of identifying the most probable fault locations upon its occurrence, based on local measurements of currents and voltages only at the substation, on the electrical parameters of the distribution feeder and its topology.

Orientador : Prof Dr Alexandre Rasi Aoki / Co-orientadora : Profª. Drª. Rhelma S. P. Fernandes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 29/08/2013 / Inclui referências / Área de concentração: Sistema de energia / Resumo: O gerenciamento pelo lado da demanda (DSM – Demand-Side Management) se caracteriza por um conjunto de medidas para controle da carga do usuário com o objetivo de operar o sistema elétrico de forma mais equilibrada. Este gerenciamento é discutido há mais de 20 anos, mas agora com o desenvolvimento das redes elétricas inteligentes (smart grid) que trabalha com sistemas integrados de medição, controle e supervisão inteligentes, pode ter sua atuação e implementação efetiva. Este trabalho tem como principal objetivo propor um micromedidor inteligente de energia para o gerenciamendo pelo lado da demanda, utilizando os conceitos de redes elétricas inteligentes, de forma a minimizar o custo do consumo de energia. O sistema de gerenciamento pelo lado da demanda é constituído por micromedidores de energia (smart plugs) que coletam os dados de um determinado eletrodoméstico ou circuito elétrico em uma residência, geram um histórico desses dados e através de um algoritmo implementa os métodos de gerenciamento pelo lado da demanda, como corte de carga em horários de tarifa alta e corte de stand-by. Os micromedidores inteligentes de energia desenvolvidos neste trabalho atuam como medidores de energia, computando o consumo individualizado de cada carga a ele conectado, assim como, através do protocolo ZigBee, possibilita o corte da carga via comando remoto, via agendamento ou devido a sobrecarga, agindo assim como um elemento importante na implantação prática dos métodos de gerenciamento pelo lado da demanda. Finalmente são apresentados os dados coletados e as simulações realizadas com valores de tarifas convencional e branca. Os micromedidores inteligentes de energia foram testados em uma residência unifamiliar a fim de validar a aplicação dos micromedidores desenvolvidos para implementação do gerenciamento pelo lado da demanda visando as redes elétricas inteligentes. Como resultado final verificou-se uma economia para o consumidor, a conscientização do consumidor sobre a forma de utilização da energia e a geração de um histórico de consumo que pode ser usado para diversos estudos. / Abstract: The demand side management (DSM) is characterized by a set of measures to control the user load in order to operate the electric system more evenly. This management is discussed for over 20 years, but now with the development of smart grid working with integrated systems for measurement, control and intelligent supervision, may have its operations and effective implementation. This paper aims to propose an intelligent smart plug for demand side management, using the concepts of smart grids, in order to minimize the cost of energy consumption. The management system on the demand side consists of smart plugs that collect data from a particular appliance or electrical circuit in a residence, a historic generate such data through an algorithm and implements the methods of side management demand, as load shedding schedules in high cutting rate and stand-by. Smart plugs developed in this work is the energy meters, computing the individual consumption of each load connected to it as well as by the ZigBee protocol, enables the cutting load by remote control via scheduling, or due to overload acting as an important element in the practical implementation of management methods on the demand side. Finally the collected data and the simulations with values of conventional and white rates are presented. Smart plugs were tested in a single family residence in order to validate the application of smart plugs developed for implementation of demand side management targeting smart grids. As final result there was a savings to the consumer, consumer awareness on how to use energy and generate a history of consumption that can be used for various studies.

The automation of power distribution networks contributes to the improvement of the quality indicators for providing isolation of defective parts through remote controls for opening and closing devices, as well as transfers to defective parts without alternative sources of supply. These commands are normally executed in the Operation Centers by specialized technicians. Although, providing greater speed than the local execution of opening and closing braces through teams in the field for more complex circuits requires technicians operating an analysis of a significant set of variables for decision making. This time devoted to technical analysis reduces earnings quality compared automation solution, where commands could be achieved through pre-defined algorithms, known as Automatic Replenishment. To measure the gain of additional solutions of this nature is necessary to determine the behavior of time to maneuver performed by technicians and those obtained by automatic recomposition. With such a statistical study sample can define the average times for each situation and size of these times you can compare the two situations, basically inserting the time difference on a methodology for calculation of quality indicators. This study aims to perform the statistical survey on a sample of a system already deployed in a power distributor, to establish comparison regarding the quality gains through the methodology of the MLE (Logical Structural) and apply a decision model based on multicriteria to provide a prioritization matrix circuits where automatic recovery can be more advantageous. Although the scope of this work involves only the automatic replenishment, the statistical basis of the obtained times can serve as a starting point for studies related to other more sophisticated mechanisms of self-diagnosis and self restoration as the "Self Healing" present in the context of Smart Grids. / A automação das redes de distribuição de energia contribui para melhoria dos indicadores de qualidade por proporcionar o isolamento dos trechos defeituosos através de comandos a distância de abertura e fechamento dos dispositivos, além de transferências de trechos sem defeito para fontes alternativas de suprimento. Estes comandos normalmente são executados nos Centros de Operação por técnicos especializados. Embora, proporcione maior celeridade do que a execução local de abertura e fechamento de chaves através de equipes em campo, para circuitos mais complexos exige dos técnicos de operação uma análise de um conjunto significativo de variáveis para tomada de decisão. Este tempo dedicado de análise dos técnicos reduz os ganhos de qualidade da automação em comparação a soluções de recomposição automática, onde os comandos pudessem ser realizados através de algoritmos pré-definidos. Para aferir o ganho adicional de soluções dessa natureza é necessário apurar o comportamento dos tempos de manobra executados pelos técnicos e daqueles obtidos pela recomposição automática. Com tal amostra um estudo estatístico pode definir os tempos médios para cada situação e de porte destes tempos pode-se comparar as duas situações, basicamente inserindo a diferença de tempos em uma metodologia para cálculo de indicadores de qualidade. Este trabalho tem o objetivo de executar este estudo estatístico em uma amostra de um sistema já implantado em uma distribuidora de energia, estabelecer comparação referente aos ganhos de qualidade através da metodologia da MLE (Matriz Lógica Estrutural) e aplicar um modelo de decisão baseado em multicritério para fornecer uma matriz de priorização de circuitos onde a recomposição automática possa ser mais vantajosa. Esta base estatística obtida dos tempos pode servir como ponto de partida para outros estudos relacionados a mecanismos mais sofisticados de autodiagnostico e de auto restabelecimento como o Self Healing presente no contexto das redes inteligentes ou Smart Grids .