Orientador: Roberto Carlos Klann. / Dissertação (Mestrado em Ciências Contábeis) - Programa de Pós-Graduação em Ciências Contábeis, Centro de Ciências Sociais Aplicadas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Dalgerti Lelis Milanese / Banca: Afonso José do Prado / Resumo: Neste trabalho é proposta uma metodologia para obter parâmetros de linha de transmissão a partir da corrente e da tensão de fase obtida em dois pontos consecutivos da linha. O cálculo dos parâmetros da linha de transmissão consiste em determinar as correntes e tensões no domínio de fase e obter a impedância e admitância no domínio de fase. Propõe-se para esse cálculo a utilização do método de decomposição modal, que desacopla uma linha polifásica de n fases em n modos. A vantagem do uso da decomposição modal está na redução da quantidade de elementos complexos da matriz de transformação. Para a solução da decomposição modal foram utilizados a matriz de transformação modal [TI], sendo obtida através do método de Newton-Raphson, e a matriz de Clarke para calcular a impedância longitudinal e admitância transversal da linha em um circuito p . Foi utilizada uma linha trifásica não transposta com plano de simetria vertical de 440 kV e freqüências compreendidas entre 10 Hz e 1 MHz. Desse modo, é feita uma comparação entre os resultados obtidos com a metodologia desenvolvida, calculados a partir das correntes e tensões de fase da linha transmissão de um circuito p utilizando a matriz de Clarke, e a metodologia clássica, que utiliza as equações de Carson e Bessel, as quais levam em consideração o efeito do solo e o efeito pelicular. / Abstract: In this paper, it is proposed a methodology to obtain parameters of transmission lines from phase currents and voltages obtained in two consecutives points of the lines. The estimation of the parameters of transmissions lines aims to determine the current and voltage in phase domain, as well as, to determine the impedance and admittance in phase domain. It proposes the utilization of the modal decomposition method that decouples a n-phase line of in n modes. The advantage of using modal decomposition is the reduction of the amount of the complex elements in the transformation matrix. To obtain the solution of modal decomposition, it was used a modal transformation matrix [TI] obtained through of Newton-Raphson method and Clarke's matrix that estimates longitudinal impedance and transversal admittance of a line on a p circuit arrangement. It was used an untransposed three-phase line with a vertical symmetry plane of 440 kV and frequencies between 10 Hz and 1 MHz. It is done a comparison between the results obtained with the developed methodology estimated from current and voltage of a transmission line of a p circuit using Clarke's matrix, and calculated by classic methodology that uses Carson and Bessel equations which consider ground and skin effects. / Mestre

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Antonio César Baleeiro Alves / Banca: Luis Gustavo Wesz da Silva / Resumo: Neste trabalho é realizada uma análise teórica e a implementação computacional de um algoritmo de Busca Dispersa especializado para resolver o problema de planejamento da expansão de sistemas de transmissão (PPEST) de energia elétrica estático. O problema de planejamento consiste em determinar entre um conjunto de circuitos candidatos, aqueles que quando forem incorporados ao sistema apresentarem o menor custo de investimento possível. Este problema é considerado complexo e difícil de ser resolvido por ser um problema não linear inteiro misto, altamente ilhado, envolvendo "explosões" combinatórias. A meta-heurística de busca dispersa é um algoritmo evolutivo que se propõe a combinar soluções de qualidade e de diversidade do espaço de busca. O algoritmo de busca dispersa desenvolvido apresentou-se altamente eficiente para encontrar soluções de ótima qualidade para todos os problemas testados comparados com a literatura consultada, especializada na área. A garantia da diversidade oferecida pelo algoritmo é adicionada intencionalmente como forma de evitar, ou mesmo avançar por ótimos locais. Outro fato importante é que o método opera sobre um conjunto reduzido de soluções do espaço de busca criteriosamente gerado, que faz reduzir significativamente o número de combinações que são realizadas. Rotinas geradas com a utilização de algoritmos heurísticos construtivos gulosos de Garver e Villasana-Garver-Salon para modelos como o de Transportes e o modelo DC no PPEST apresentaram alto desempenho neste trabalho. Uma perturbação controlada nos custos de instalação das linhas de transmissão foi decisiva para que o processo de geração de soluções (factíveis, diversas e/ou com qualidade) fosse altamente eficiente, sendo possível encontrar o ótimo global em alguns problemas ainda nesta etapa de geração de soluções. Mecanismos de melhoramento local aplicados ... / Abstract: This work presents a theoretical analysis and computational implementation of a specialized Scatter Search algorithm to solve the static transmission network expansion planning (TNEP) problem of electric power systems. The objective of such planning problems is to determine a set of circuits among the candidates in which not only satisfy the demands but also the minimum investment cost is at hand. This problem is considered as a complex mixed integer nonlinear programming (MINLP) problem that has a lot of local optimum problem. The scatter search is an evolutionary method with the objective of maintaining a set of diverse and high-quality candidate solutions. The proposed scatter search algorithmhas been applied in engineering optimization problems especially in electric power system problems and has presented high quality solutions. The diversity sets ensure to avoid getting trapped in a local optimum. Another important factor is that the proposed methodology reduces the search space and consequently the number of combinations is reduced. In this work, a high quality solution of TNEP is obtained using the greedy constructive heuristic algorithms such as Garver, and Villasana-Garver-Salon that work based on Transport model and DC model respectively. In this work, in order to generate the initial solutions, a controlled disturbance has been added in the costs of the transmission lines in order to obtain diverse and high quality solutions that lead to find the global optimum for some problems even in the initial generation step. Moreover, the proposed scatter search algorithm presents a local improvement phase during the implementation. In order to show the effectiveness of the proposed algorithm, 5 case studies are conducted such as Garver 6-bars and 15 branches , IEEE 24-bars and 41 branches , South Brazilian 46-bars and 79 branches, Colombian 93-bars and 155 branches, and the North-Northeast 87-bars ... / Doutor

Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: José Carlos de Melo Vieira Júnior / Resumo: O atendimento comercial aos clientes de uma empresa de distribuição de energia elétrica (DEE) tem como principais ordens de serviços: o religamento de consumidores, corte de fornecimento, atendimento de clientes novos, solicitações dos clientes, entre outros. Para cumprir as ordens de serviços comerciais, as empresas de DEE possuem um grupo de viaturas e equipes de manutenção, localizadas em diversos pontos da cidade, prontas a atender as ordens de serviços comerciais. Os despachos dinâmicos de viaturas para o atendimento das ordens de serviços nas redes de DEE estão dentro da classe de problemas chamados "Alocação Generalizada" e podem ser modelados como problemas de programação linear inteiro-misto (PLIM), e dependendo das ordens de serviços, o número de viaturas e as restrições do problema podem ser considerados de grande porte. O presente trabalho desenvolve uma metodologia para a automação dos despachos dinâmicos com deslocamento de viaturas e suas equipes para o atendimento das ordens de serviços. O objetivo desta metodologia é hierarquizar o conjunto de ordens de serviços e atribuí-las a todas as viaturas disponíveis, segundo os critérios considerados pela empresa de DEE no período de trabalho diário e horas extras se fossem necessárias, abrangendo assim a maior quantidade de atendimentos possíveis com a consequente diminuição do tempo de duração das interrupções e a melhora do indicador coletivo DEC (Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora) de acordo com as metas estipuladas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANNEL). A metodologia proposta foi testada na área de concessão da Rede de Energia Caiuá na cidade de Presidente Prudente para dois casos básicos, considerando um 50% de ocorrências emergenciais e obtendo-se no primeiro caso... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The comercial attendance to clients of a company distribution of electrical energy (DEE) has as main service orders: reconnection of consumers, cutting the supply, new clients attendance, request from clients, among others. To meet the orders of commercial services the DEE companies have a group of vehicles and maintenance equipment, located at defferent points of the city, ready to meet the orders of commercial service. The dynamics dispatches of vehicles to the attendance of the orders of services in networks of distributions of electric power are within the general allocation problem and can be modeled as a linear programming problem mixed integer (PLIM) and depending on the services orders, the number of vehicles and the constraints of the problem can be considered large scale. The present work develops a methodology for automation of dynamic dispatch with displacement of vehicles to meet the orders from commercial services. The objective of this methodology is the set of hierarchize orders of commercial services and assign them to all vehicles available, according to the criteria considered in the daily work period and overtime if the were necessary (in case of emergencies attendance) so as to cover the most possivel amount of attendances with the consequent reduction of time duration of the interruptions and improving the collective indicator DEC (equivalent duration of interruption per consumer unit) according to the targets stipulated by the national electric energy agency (ANEEL). The proposed methodology was tested in the concession area of the power grid Caiuá in the city of Presidente Prudente for two basic cases, considering one 50% emergency occurrences and obtaining in the first case a total number of attendances, covering all emergency attendances, generating minimal expense to the concessionary. In the second case... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Falcondes José Mendes de Seixas / Banca: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: João Batista Vieira Junior / Banca: Luiz Carlos de Freitas / Resumo: Esta proposta de tese se baseia na necessidade atual e tendência mundial na busca por sistemas cada vez mais eficientes e que se baseiem em fontes de energia alternativas menos poluentes, renováveis e que produzam pouco impacto ambiental. Desta forma, são desenvolvidos sistemas de geração de energia elétrica de pequeno porte baseado em painéis solares fotovoltaicos. Com o intuito de aumentar o rendimento e a densidade de potência dos sistemas, são apresentadas novas estruturas de inversores monofásicos e trifásicos integrados para aplicação como sistemas isolados e/ou conectados à rede de distribuição em corrente alternada (CA), operando como sistemas de geração distribuídos. Os inversores integrados são apresentados com o intuito de substituir os usuais sistemas de conversão de energia a duplo estágio. Incorporado aos inversores integrados são implementados métodos e dispositivos para extração da máxima potência possível dos painéis fotovoltaicos (algoritmo de MPPT), aumentando assim o aproveitamento de energia advinda destes painéis. Além disso, em virtude da necessidade de conexão segura destes sistemas à rede de distribuição de energia elétrica em corrente alternada, são realizadas análises e a implementação de métodos de sincronismo com a rede de CA em baixa tensão; além da análise e síntese de métodos híbridos para detecção e gestão do efeito de ilhamento, a fim de garantir a segurança do sistema. O controle dos conversores e as técnicas de MPPT, gestão e detecção de ilhamento, bem como de sincronismo com a rede em CA são implementadas de forma digital, com o objetivo de propiciar maior flexibilidade na concepção das lógicas de controle adequadas às aplicações propostas. Finalmente, destaca-se que o trabalho trouxe contribuições significativas para a melhoria na implementação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is based on the actual necessity and world tendency for high-efficiency systems based on renewable energy sources which are less pollutant and produces little environmental impact, and, for this purpose, it is developed some photovoltaic electrical generation systems to operate as a small distribution generation system (DG). With the purpose to increase efficiency and power density, new single-phase and three-phase integrated inverter topologies are presented for operating as stand-alone and/or grid-connected systems. The main idea of these inverters is the replacement of the conventional two-stage cascaded solutions. Main maximum power point tracking techniques are implemented and tested in order to increase energy utilization. Furthermore, because of safe-operation grid connection necessities this work presents analysis and implementation of active and hybrid anti-island detection techniques and synchronization methods with the AC low voltage grid. The converters control system and MPPT techniques, anti-island detection and management system together with the synchronization are implemented digitally, with the purpose of increasing flexibility for the overall control circuitry. Finally, this work has presented significant contributions regarding the P&O and IC based on PI MPPT techniques and has presented the integration procedures in order to obtain new families of single and three-phase inverters. Moreover, this is the first thesis that has presented the tri-state three-phase inverters injecting power into the grid. These inverters have inovations at its control and modulation that permit the input to... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Fabio Bertequini Leão / Banca: Luis Gustavo Wesz da Silva / Resumo: Neste trabalho propõe-se um algoritmo baseado na meta-heurística busca dispersa para o problema de reconfiguração de redes de distribuição de energia elétrica radiais, considerando como sistema de codificação uma estrutura denominada representação nó profundidade (RNP). O problema é modelado como não linear inteiro misto e considera como objetivo principal minimizar as perdas de potência ativa nos alimentadores do sistema de distribuição. Utiliza-se neste trabalho o modelo de cargas com potência constante, como também o modelo exponencial de cargas. O algoritmo proposto é implementado em linguagem de programação C++ e testado em quatro sistemas conhecidos na literatura, 14, 84, 136 e 202 barras. A partir dos resultados obtidos, verifica-se o bom desempenho do algoritmo, pois é capaz de gerar soluções de boa qualidade atendendo a todas as restrições físicas e operacionais do problema. / Abstract: This work proposes a scatter search algorithm to solve the electric power distribution system reconfiguration problem, considering the encoding system node depth representation. The problem is a mixed-integer nonlinear programming and the objective is to minimize the real power losses in the distribution system. It is used in the work load model with constant power, but also exponential model load. The proposed algorithm is implemented in C + +. The validity of the methodology is verified through four commonly case studies such as 14, 84, 136 and 202 bus system. Results show the effectiveness and good performance of the proposed algorithm, where it obtains the good quality solution satisfying the operational and physics constraints of problem. / Mestre

Orientador: Dionízio Paschoareli Júnior / Banca: Ailton Akira Shinoda / Banca: Gilson Paulillo / Resumo: Atualmente, a tecnologia da compensação que utiliza controladores eletrônicos para a flexibilização dos sistemas (controladores FACTS) provê recursos aos sistemas de transmissão de energia elétrica que permitem o controle dinâmico do fluxo de energia desde a geração até o consumo. Para que se torne factível o uso de FACTS no sistema de distribuição, faz-se necessária a implantação de um sistema de comunicação para o monitoramento em tempo real de toda grade de energia até o centro de controle. Com o controle dinâmico e o monitoramento dos diversos equipamentos distribuídos no sistema de energia, tem-se o conceito das Redes Inteligentes ou Smart Grids (SG). Através deste conceito, as tecnologias de informação e comunicação (TIC) terão um papel relevante em todas as fases do ciclo de geração, transporte, comercialização e consumo. A realidade da SG deve transformar o sistema elétrico. Nesse sentido, este trabalho propõe, através da análise teórica, uma solução para comunicação entre o compensador série controlado a tiristores para rede de distribuição (D-TCSC), localizado em uma rede de distribuição na zona rural, com o centro de controle, localizado a centenas de quilômetros de distância. A tecnologia sugerida, de acordo com as características do estudo de caso, foi a GPRS. A sugestão foi feita analisando a relação entre a quantidade de dados a ser transmitida e o tempo de transmissão. Os resultados das análises mostram que a utilização de a tecnologia GPRS, para efetuar a comunicação em aplicações de teleproteção, é factível. Entretanto, para alcançar melhor desempenho, sugere-se a utilização das tecnologias 3G e 4G, quando estas oferecerem cobertura de sinal para ambientes remotos / Abstract: Nowadays, FACTS controllers are very important for allowing dynamic control of power flow from generation to consumption. The use of FACTS controllers in distribution systems has become more feasible with the implementation of communication system for real-time monitoring. The dynamic control and monitoring of several equipment in distributed power system has arisen the Smart Grids concept. Through this concept, the information and communication technologies (ICT) have important role in all stages of generation, transportation, marketing and consumption. The SG shall transform the electrical system. This work proposes, through theoretical analysis, the communication between a thyristorcontrolled series compensator, located in a distribution network in the countryside, with the control center, located several hundred kilometers away. The suggested technology, according to the characteristics of the study case, was the GPRS. The suggestion was based on the ratio among the distance, the amount of data to be transmitted and the transmission time. The analysis results show that the use of the GPRS-technology to provide communication in a SG is suitable / Mestre

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Coorientador: Luis Gustavo Wesz da Silva / Banca: Marina Lavorato de Oliveira / Banca: Marcelo Escobar de Oliveira / Resumo: Neste trabalho, propõe-se um algoritmo baseado na meta-heurística busca tabu para o problema de restauração de redes de distribuição de energia elétrica radiais com geração distribuída, considerando como sistema de codificação uma estrutura denominada representação nó-profundidade (RNP). O problema é modelado como não linear inteiro misto e considera os principais objetivos da restauração de redes de distribuição: minimizar número de consumidores sem fornecimento de energia elétrica e o número de chaveamentos. Propõe-se, também, uma sequência lógica de chaveamentos que garante os aspectos operacionais. O algoritmo desenvolvido foi implementado em linguagem de programação C++ e testado em sistemas de distribuição de 136 e 7052 barras / Abstract: This work proposes a methodology based in the meta-heuristic tabu search to distribution power system restoration considering distributed generators installed on the system, using the encoding system node depth representation. The problem is established as a mixed-integer nonlinear programming taking into account the mainly goals: to minimize both the number of consumers without supply and the number of switching. This work also proposes a logic sequence of switching operations, taking care of operational issues. The proposed algorithm was implemented in C++ programming language and tested in a 136 and a 7052 bus distribution systems / Mestre

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Marcelo Escobar de Oliveira / Resumo: Uma nova abordagem do controle integrado de tensão e reativos para a operação de redes de distribuição de média tensão é proposta neste trabalho, com vistas a explorar o problema de economia de energia e redução do pico de demanda através da redução da tensão da rede, procedimento chamado de "Conservation Voltage Reduction" (CVR). Amplas aplicações de CVR podem fornecer benefícios significativos em termos técnicos, econômicos e ambientais. Porém em alguns casos, devido às variações inesperadas, importantes desvios de tensão podem aparecer e causar níveis de tensão indesejáveis. Portanto, este trabalho visa mitigar o problema da aplicação de redução de tensão via otimização multiobjetivo, usando um algoritmo genético. A proposta apresentada é para a fase de operação, levando em conta a redução da injeção de potência ativa e o desvio na tensão, com uma estratégia baseada em uma previsão de carga com um dia de antecedência e considerando a atuação de transformadores com On Load Tap Changer (OLTC), reguladores de tensão automáticos, bancos de capacitores e a presença de geração distribuída (GD) na rede de distribuição. Assim, o resultado é um conjunto de soluções ótimas não dominadas (fronteira de Pareto) e o decisor (decision maker) pode escolher quando, como e onde aplicá-las para alcançar diferentes objetivos / Abstract: A new approach for the integrated Volt-Var control (IVVC) for medium voltage distribution networks operation is proposed here, seeking to explore the problem of energy savings and peak demand relief through the voltage reduction procedure called Conservation Voltage Reduction (CVR). Wide applications of CVR can provide significant benefits on technical, economic and environmental terms. However, in some cases, due to unexpected variation, significant voltage deviations may appear and cause undesirable voltage levels. Therefore, this paper seeks to mitigate the problem of voltage reduction application via multiobjective optimization. The proposal presented here is for the operation phase, taking into account the active power intake reduction and the voltage deviation, with a strategy based on a day ahead load forecast and considering the presence of transformers with On Load Tap Changer (OLTC), automatic voltage regulators, capacitor banks and distributed generation,. Therefore the result is a set of non-dominated optimal solutions (Pareto front), and the decision maker may decide when, where and how to apply them to meet different goals / Mestre

Orientador: Profª. Drª. Marilda Munaro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 24/02/2015 / Inclui referências : f. 87-91 / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: A rede de distribuição de energia elétrica aérea protegida, também conhecida como rede compacta, é uma configuração economicamente viável por possuir sistemas de construção e manutenção muito similares aos da rede de distribuição aérea convencional, que é o modelo mais utilizado atualmente no país. Entretanto a rede protegida possui limitação de uso em regiões com elevada agressividade ambiental, principalmente próximo à orla marítima. Os acessórios confeccionados de materiais poliméricos apresentam falhas devido as condições de múltiplos estresses a que estão submetidos durante operação, somado aos poluentes presentes em tais regiões. Surge então a necessidade de materiais que possuam melhor performance perante essas solicitações. Buscando atender essa necessidade foram desenvolvidas composições de polietileno de alta densidade bimodal e blendas de polietileno de alta densidade (HDPE) e polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) com incorporação de aditivos antioxidantes, retardantes de chama e fotoestabilizantes. Essas formulações foram avaliadas por ensaios mecânicos antes e após envelhecimento em câmara de intemperismo, e por ensaios térmicos e elétricos. Verificou-se a importância da dispersão dos aditivos na matriz polimérica, pois a falta da homogeneização causou a dispersão dos valores de tensão na ruptura e no alongamento, e a variação destes antes e após o ensaio de intemperismo foi ampla. Para as composições de blenda preparadas em homogeneizador intensivo de laboratório, os resultados das propriedades mecânicas apresentaram variação menor que 25%, antes e após o ensaio de intemperismo, conforme normas específicas do setor elétrico. Porém por se tratar de um processamento mais agressivo ao material, possivelmente a concentração de 0,3% de aditivo antioxidante não tenha sido suficiente para promover boa estabilidade térmica às composições, sendo evidenciados resultados ligeiramente inferiores para a resistência ao trilhamento elétrico. Quando avaliadas as composições preparadas com HDPE bimodal, com boa homogeneização, ocorreu pequena dispersão e variação dos resultados de tração na ruptura e alongamento mesmo após períodos de intemperismo artificial. Para essas composições a concentração de 0,3% de aditivo antioxidante conferiu boa estabilidade térmica e melhores resultados para a resistência ao trilhamento elétrico, onde algumas composições apresentaram valores acima 3,50 kV. Avaliando globalmente os resultados das composições de HDPE bimodal e somado ao fato da padronização de coloração cinza para confecção dos acessórios, a composição 3c seria a mais indicada para confecção de espaçadores. Palavras-Chave: polietileno bimodal, blenda polimérica, retardante de chama, trilhamento elétrico. / Abstract: The spacer cable is viable economical system for distribution of electricity and the maintenance is very similar to the conventional electrical distribution system, which is the most used in Brazil. However, the spacer cable system has limited use in areas with high environmental stress, especially near the coast. Polymeric equipment used in this system are submitted in multiple stresses conditions during operation added environmental stress normally could fail. Materials with a better performance to use in these conditions are needed. In these work formulations with bimodal high density polyethylene compositions and high density polyethylene (HDPE) and linear low-density polyethylene (LLDPE) blends incorporating by antioxidant additives, flame retardants and UV stabilizer were developed. They were evaluated by mechanical properties before and after accelerated ageing, thermal and resistance electrical tracking tests. It was observed that the dispersion of additives in polymeric matrix was very important, because the inhomogeneity cause the dispersion in stress-strain properties and the decrease these properties after accelerated ageing was large. For the blend compositions, prepared in intensive laboratory homogenizer, the mechanical properties variation were less than 25% comparing before and after the accelerated ageing, as the electricity sector specifies. However, this processing method is more aggressive possibly the concentration of 0.3% antioxidant additive has not been sufficient to promote good thermal stability to the compositions and probably caused lower results to the electrical tracking resistance. When evaluated the bimodal HDPE compositions with good additives homogeneity the dispersion of the results and the variation of tensile strength and elongation before and after accelerated ageing were lower. For these formulations the concentrations of 0.3% antioxidant additive conferred good thermal stability and better results for electrical tracking resistance, where some compositions show values above 3.50 kV. Evaluating the results of bimodal HDPE compositions and added to the fact the standardization of gray color for clothing accessories, the 3c composition would be the most suitable for making spacers. Key-words: bimodal polyethylene, polymer blend, flame retardant, electrical tracking.