Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T12:14:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Menezes_TacianadeVasconcelos_D.pdf: 6420793 bytes, checksum: f382ddde0cefab51526d7f41efc2ff66 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho apresenta um método para a alocação das perdas ativas de transmissão entre os agentes de um mercado de energia elétrica. No Brasil, a metodologia a ser implementada para a alocação das perdas baseia-se em métodos incrementais e na definição de fatores de perda tanto para a carga quanto para a geração. Esses fatores são calculados por meio de fluxo de carga CC, que considera algumas aproximações nas equações do fluxo de potência convencional. Devido a isto, acredita-se que este método possa fornecer uma alocação das perdas injusta aos participantes do mercado. Esta tese propõe uma metodologia para o cálculo dos fatores de perda, baseada em métodos incrementais, mas considerando a não-linearidade das equações do fluxo de carga, utilizando para isso um modelo de fluxo de carga CA. Os métodos CC e CA são aplicados a um sistema composto de 5 barras e a uma versão do sistema norte-nordeste brasileiro. Os resultados obtidos comprovam as limitações do método incremental CC, justificando a utilização de uma metodologia CA para a alocação das perdas. O método CA proposto mostrou-se eficiente e preciso no cálculo dos fatores de perda, além de permitir, diferentemente da metodologia CC, a consideração da sensibilidade da perda ativa total do sistema com a variação da potência reativa, o que a maioria dos métodos negligencia / Abstract: This work presents a method for active power transmission loss allocation among electrical market participants. In Brazil, the methodology to be implemented for loss allocation is based on incremental methods and defines loss factors for generators and loads. This technique uses a DC load flow to calculate the loss factors, and so it does not consider the complete power flow equations. Consequently, this method may provide unfair loss allocation depending on the system operation condition. This thesis proposes a methodology to calculate the loss factors, based on incremental methods but using an AC load flow taking into account system non-linearity. The DC and AC methods are applied to a small system composed by five buses and to a version of the Brazilian North-Northwest system. The results prove the limitation of DC incremental method, justifying the use of a methodology based on AC load flow equation for losses allocation. The AC method proposed shows to be efficient and accurate to calculate the loss factors as well permits to include directly, differently from the DC method, the total active power loss sensitivities with respect to reactive power changes, which most of loss allocation techniques neglect / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Alberto Favarin Murari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T14:18:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pavani_AhdaPionkoskiGrilo_M.pdf: 501022 bytes, checksum: 2aee067a357d876e776b155793af3c35 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Nesse trabalho de pesquisa é discutida a utilização do índice de performance como método na análise estática de contingências considerando sobrecargas nas linhas de transmissão e nos transformadores. Segundo a literatura, o índice de performance de segunda ordem é mais utilizado devido ao menor esforço computacional requerido, no entanto, a utilização de tal índice resulta em um determinado tipo de erro na classificação de contingências, chamado mascaramento. Tendo em vista a minimização do mascaramento, é desenvolvido um fator de severidade para cada contingência baseado em lógica nebulosa (fuzzy logic), que pode ser utilizado tanto para multiplicar o índice de performance de segunda ordem para evitar o mascaramento, quanto como um índice para classificação de contingências, intitulado Índice Nebuloso ou Índice Fuzzy (IF). Os resultados de ambos os índices são satisfatórios apresentando uma minimização do mascaramento e capturando a maioria das contingências severas / Abstract: This work is intended to discuss the use of performance index in steady state contingency analysis considering overload in transmission lines and transformers. The second order performance index is the most used due to the lowest computational effort, on the other hand, the use of this index results in a miss classification, called masking effect. In order to minimize the masking effect is developed a severity factor to each contingency based on fuzzy logic. This severity factor can be used either to multiply the second order performance index or as a index to classify the contingencies, named Fuzzy Index (IF). The results of both indexes are satisfactory, and they minimize the masking effect / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Secundino Soares Filho, Aurelio Ribeiro Leite de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T22:16:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Azevedo_AnibalTavaresde_D.pdf: 3147544 bytes, checksum: 25bfd4b54f85f76164b252a32031e144 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo de otimização a usinas individualizadas e de um modelo de fluxo de potência ótimo CC visando contribuir para o planejamento e a programação da operação de sistemas hidrotérmicos, em particular do sistema elétrico brasileiro. Para tanto, foram desenvolvidos métodos de pontos interiores que exploram as particularidades dos problemas, em especial a estrutura de fluxo em redes, resultando em métodos robustos e eficientes. O desempenho computacional dos métodos é verificado em problemas testes reais de grande porte com o Sistema Interligado Nacional. Os métodos de pontos interiores obtiveram bom desempenho, convergindo rapidamente para os problemas testados / Abstract: The aim of this work is to develop an optimization model for individual hydro-plants and a model for DC optimal power flow for the hydro-thermal operational planning and programming, in particular for the brazilian electric power system. For this purpose interior-point methods that explore problems properties, in particular the network flow structure, has been developed resulting in robust and fast methods. The computacional results has been extracted from real and big problems from National Interconnected System. The interior-point methods have shown good performance achieving fast convergence for the instances tested. / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Sergio Valdir Bajay / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T21:47:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ValdenbergAraujoda_D.pdf: 5657936 bytes, checksum: 05e29cdf0014631b47f1e5007fc2cee0 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Desenvolveu-se, neste trabalho, uma nova abordagem para o problema da expansão conjunta da geração e transmissão de energia elétrica em sistemas hidrotérmicos de potência. O objetivo é determinar a capacidade das usinas candidatas que entrarão no sistema, a data de entrada em operação das unidades geradoras, o seu nível de operação, as novas linhas de transmissão e seu nível de tensão, bem como os corredores para a sua instalação. A modelagem proposta torna o método de Benders atraente para a resolução do problema, pois a peculiaridade da formulação permite decompor o problema original em subproblemas menores e esses, por sua vez, em outros subproblemas menores ainda, desacoplados entre si. No subproblema de operação do parque gerador propõe-se um tratamento probabilístico para a estocasticidade das vazões afluentes aos reservatórios das usinas hidroelétricas. Na modelagem em questão incluiu-se, ainda, aquelas incertezas às quais não se pode associar probabilidades, como as incertezas sobre a evolução do mercado e as incertezas no custo das obras. A inclusão desses elementos possibilita a obtenção de estratégias de expansão flexíveis, que facilmente permitiram correções de rumo e que não são usualmente produzidas com as metodologias tradicionais de planejamento da expansão do setor elétrico. Metodologias como a desenvolvida nesta tese para o planejamento da expansão dos sistemas elétricos deverão ser adotadas nos próximos anos pelo setor elétrico brasileiro, pois somente assim poder-se-á obter soluções mais baratas e confiáveis, do ponto de vista de garantia do suprimento, dadas as enormes incertezas que hoje permeiam o processo de planejamento neste setor. Estas incertezas resultam do esgotamento do atual modelo institucional e financeiro do setor no país e o surgimento de novos "atores", como os produtores independentes e autoprodutores com venda de energia excedente, e novos arranjos contratuais, como os regulamentando o "aluguel" de linhas de transmissão e distribuição ou definindo os termos das compras de mercados "spot" e de "futuros", na busca de uma ainda mal compreendida "nova ordem", mais competitiva, no setor, conforme discutido sinteticamente em um dos capítulos desta tese. Além disso, a otimização conjunta das expansões do parque gerador e da rede de transmissão e a simulação individualizada da operação dos reservatórios das usinas hidroelétricas, conforme proposto nesta tese, serão essenciais na nova estrutura, bem mais descentralizada, do planejamento do setor no país. A coordenação "central" do planejamento setorial será essencialmente de caráter / Abstract: A new approach is developed in this work for the joint generationltransmission expansion planning of hydrothermal electric power systems. The goal is to determine the generating capacity of the candidate plants, the commissioning dates of their generating units, their production scheduling, the new transmission lines and their voltage levels, as well as the power corridors to house them. The proposed modeling makes attractive the use of the Benders method to solve the problem, since the later can be decomposed in smaller subproblems, that, in turn, can be divided in even smaller ones, uncoupled among them. In the generators schedulling subproblem a probabilisticcalculation is put forward to take care for the stochastic nature of the hydro power plant reservois inflows. In such a modeling, those uncertainties which probabilities can not be associated to, such as the uncertainties about the market evolution and those related to the plants costs, are included too. Dealing with them allows the obtention of flexible expansion strategies, easy to modify later, whenever necessary; usually they are not produced by the power sector traditional expansion planning tools. Methodologies such as the proposed in this thesis for the joint expansion planning of the generation and transmission systems should be adopted by the Brazilian electric power sector in the next years, since this is the only way to arrive at cheap and reliable, in terms of power supply, solutions in the highly uncertain planning environrnent found in the sector today.These uncertainties accrue ttom the exhaustion of the current institutional and finantial model of the sector in the country and the upsurge of the new "actors", as the independent producers and the selfproducers selling surplus power, and new types of contracts, such as those regulating the "wheeling" of power transmission and distribution lines or defining the terms of the spot market purchase, in the search of a still badly undesrtood new, more competitive, "order" for this sector, as sintheticaly discussed in one of the chapters of this thesis. Furthemore, the joint expansion optimization of the power stations and the transmission grid and the individualsimulationof the operation of each hydro plant reservoi, as proposed in this thesis, will be essential in the more descentralized planning structure for the sector in the country. a "central" coordination of this planning will be essentially indicative, defining "therms of reference" for the negotiations among companies and providing technical subsidies for the governrnent regulating bodies for the sector / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Secundino Soares Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-22T13:38:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salmazo_ClovisTadeu_M.pdf: 3939669 bytes, checksum: ca2d6d31953eb93daf93981a78942660 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A produção de energia elétrica no Brasil é constituída por um parque gerador predominante hidráulico, onde as usinas termoelétricas representam apenas 8% da potência instalada no país. Esta característica torna quase que obrigatória a operação coordenada do sistema elétrico brasileiro, visando uma operação otimizada, ao longo de três etapas principais: longo prazo, médio e a curto prazo. As duas primeiras etapas possuem um ferramental bem desenvolvido, no sentido de se estabelecerem metas e diretrizes baseadas em uma otimização global do sistema interligado. Por outro lado, o planejamento de curto prazo (pré despacho), mais próximo à operação em tempo real, onde a definição da curva de geração horária ocorre a nível da empresa, encontra-se carente de modelos que visem atender as metas e diretrizes dos horizontes de mais longo prazo, maximizando o armazenamento energético da empresa. Este trabalho busca suprir esta lacuna, definindo a geração a nível de unidades geradoras em base horária, através da minimização das perdas no sistema de produção e transmissão, atendimento dos requisitos de carga, metas de geração e intercâmbios, observando as restrições operativas, tais como zonas de operação proibida das unidades geradoras e limites do sistema de transmissão de energia... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The Brazilian power production is composed mostly by hydro plants, where thermal generation participates only with 8% of the total installed capacity in the country. This aspect almost obliges a coordinated operation of the brazilian power system as a whole, looking for an optimization over three main horizons: long, medium and short term. There is already a considerable amount of developed tools for these first two steps, setting goals and guidelines based on interconnected power system global optimization. In terms of short term operation planning (pre-dispatch) - the closest step to real time operation, where is defined the hourly generation curve (this activity is made inside the utility's environment) - there are no models coupling the short term operation with the goals/ guidelines established by long and medium term steps and looking for the maximum storage of the utility's reservoirs. This work intends to supply this deficiency, proposing a new model that sets the amount of hourly generation for each generation unit through the minimization of generation and transmission losses, under some constraints as load supply, generation and exchanges goals, transmission system capacity limits and prohibited operation zones of generation units. It is also presented, for the same horizon, the most influent variables on the generation function, the behavior of transmission system losses and the influence of the energy exchange on the generation and transmission systems... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Alcir Jose Monticelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:49:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_ClaudioRenatoThomas_M.pdf: 8090049 bytes, checksum: 0e06f75d3dd6da2465bbb98db4246318 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova abordagem do inicializador para o planejamento da expansão de sistemas de transmissão de energia elétrica, utilizando-se o modelo de Times Assíncronos ( Times-A). Nenhum dos algoritmos para otimização com satisfação de restrições funciona sem fragilidade. Esses algoritmos tendem a ser lentos, e as heurísticas pouco confiáveis. É por isso que, ao invés de se procurar algoritmos novos e melhores, tem-se experimentado meios de usar os já existentes em conjunto, de tal forma que eles consigam fazer o que separadamente não conseguem. Essa é a idéia do que se denomina Time Assíncrono , que normalmente combina implementações de vários métodos heurísticos, na busca das melhores soluções possíveis para problemas complexos. Uma parte importante do processo de planejamento é a determinação de famílias de soluções iniciais contendo características atrativas. Essas soluções em geral contém linhas e conjuntos de linhas (blocos construtivos) que aparecerão mais tarde nas soluções ótimas obtidas via métodos como os Algoritmos Genéticos, Simulated Annealing e Busca Tabu. Acredita-se que uma paralelização destes métodos via Times Assíncronos poderá ser altamente eficaz. Assim, neste trabalho buscou-se caminhar nessa direção. Como um primeiro passo, foi implementada uma versão de Times-A para resolver o problema de inicialização do problema de planejamento estático, utilizando-se os métodos heurísticos aproximados de Garver, Mínimo Esforço e Mínimo Corte de Carga. Testes foram realizados em uma rede heterogênea de estações para sistemas de pequeno, médio e grande porte. O processamento paralelo do sistema foi implementado através do software PVM (Parallel Virtual Machine), e as primitivas correspondentes utilizadas na programação são apresentadas nos apêndices / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Secundino Soares Filho, Anesio dos Santos Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:45:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_FlavioGuilhermedeMelo_D.pdf: 4842117 bytes, checksum: c30c5445d55e6b97e6857d86e7a136ff (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho apresenta um método paramétrico de resolução do problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) para sistemas de potência de grande porte. O trabalho é uma continuação das pesquisas anteriores em otimização paramétrica aplicada no FPO desenvolvidas na UNICAMP e na Universidade McGiII, em Montreal, Canadá. A abordagem paramétrica consiste em relaxar o problema original (FPO) através da incorporação de termos paramétricos na função objetivo e nas restrições de igualdade e desigualdade dando surgimento ao problema relaxado (Fluxo de Potência Ótimo Paramétrico­FPOP). A relaxação do FPO assegura que qualquer solução inicial arbitrária, factível ou não no problema original, seja solução ótima do FPO relaxado. Através da variação de um parâmetro, uma família de problemas paramétricos é resolvida pelo método de Newton-Raphson, cujas soluções formam um caminho que parte do problema relaxado indo até a solução do problema original. Uma estratégia eficiente para a determinação do conjunto de restrições de desigualdade ativas de cada problema paramétrico foi desenvolvida. O método foi testado em duas versões do sistema elétrico brasileiro Sul-Sudeste, uma contendo 810 barras e uma outra com 2256 barras na qual está representada a interligação do Sul-Sudeste com o Norte-Nordeste. Foram considerados os problemas de minimização do custo de geração, minimização de perdas ativas e minimização de desvio de tensão. Os resultados mostraram que a abordagem paramétrica é uma técnica robusta e eficiente de resolução de problemas de FPO em sistemas de grande porte / Abstract: The aim of this work is to present a parametric method for the resolution of the Optimal Power Flow (OPF) problem applied to large scale power systems. This research work on parametric optimization applied to OPF was developed at UNICAMP and at McGiII University, in Montreal, Canada. The parametric approach consists of relaxing the original problem (OPF) by incorporating parametric terms to the objective function and to the equality and inequality constraints leading to a relaxed problem (Parametric Optimal Power Flow ­POPF). The relaxation of the OPF assures that any arbitrary initial solution be the optimal solution of the relaxed OPF, even if this initial solution is feasible or not for the original problem. After a parameter change, a family of parametric problems is resolved by the Newton-Raphson method, whose solutions form a path from the relaxed problem up to the solution of the original problem. An efficient strategy was studied for the determination of the set of active inequality constraints for each parametric problem. The method was tested for two versions of the Brazilian South-Southeast power system, one containing 810 buses and another 2256 buses in which the South-Southeast to North-Northeast interconnection is represented. Problems concerned with minimization of generation costs, active losses and voltage profile were considered. The results showed that the parametric approach is a robust and efficient technique for the resolution of OPF problems for large scale power systems / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Andre Luiz Morelato França / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-28T02:04:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FreitasFilho_Walmirde_D.pdf: 2109314 bytes, checksum: 134290e1d4ea81d12b4d03e101cce758 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElgueraFlores_AlexanderVladimir_M.pdf: 2442597 bytes, checksum: c3718bb5135d22cdcdf2a22c0c313ed1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: É usual utilizar a transposição das fases nas linhas de transmissão com o intuito de diminuir o desequilíbrio de tensão e corrente existente. Na freqüência fundamental uma linha de transmissão pode ser considerada idealmente transposta, mas normalmente nos estudos de transitórios eletromagnéticos e nos estudos de qualidade de energia as linhas também são representadas como se fossem idealmente transpostas. Para freqüência fundamental é adequado tratar uma linha como idealmente transposta, mas isto não pode ser generalizado para toda a gama de freqüência dos fenômenos transitórios. No presente trabalho foi analisado o erro de se tratar uma linha como idealmente transposta para toda a faixa de freqüências, especificamente até 10 kHz. Uma análise teórica foi implementada identificando o desequilíbrio entre as fases considerando uma linha idealmente transposta e considerando uma linha com trechos de transposição real. A dependência da freqüência dos parâmetros elétricos da linha de transmissão foi adequadamente representada / Abstract: It is usual to use the phase transposition in transmission line aiming to decrease the existing voltage and current unbalance. In fundamental frequency a transmission line can be considered ideally transposed, but normally in the electromagnetic transients and quality energy studies the lines also are represented as if they were ideally transposed. For fundamental frequency it is correct to treat a line as ideally transposed, but this cannot be generalized for the entire frequency range of transient phenomena. In the present work it was analyzed the error of treating transmission line as ideally transposed for all frequency range, specifically up to 10 kHz. A theoretical analysis was implemented identifying the unbalances between the phases considering the transmission line ideally transposed and considering the transmission line with its actual transposition sections. The frequency dependence of transmission line parameters was properly represented. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T10:45:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maciel_RenandePaula_M.pdf: 20862313 bytes, checksum: 8d33d7f791ddf8189e35795948116d81 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho é proposto um método de otimização para maximizar a potência característica de linhas de transmissão constituída por condutores em feixe. O método iterativo, baseado na minimização pelo gradiente, altera, a cada passo, a posição dos condutores dada na silhueta da torre construindo uma nova configuração dos feixes. Tal configuração corresponde a uma pequena modificação dos feixes deslocando os condutores na direção que leva à máxima redução da função objetivo. São avaliadas a redução da impedância característica e a otimização do campo elétrico superficial. A primeira busca o aumento da potência característica atuando diretamente no caminho de máxima redução da impedância característica. A segunda atua na uniformização do campo elétrico superficial dos condutores, cujo valor limite representa a principal restrição eletromagnética frente à elevação da potência característica na concepção de linhas de transmissão. A última se mostrou predominante, resultando em linhas otimizadas com maior potência característica, porém, levando a feixes com dimensões mais elevadas / Abstract: This work presents an optimization method aiming to maximize the surge impedance loading of bundled transmission lines. The iterative method, based on gradient optimization, changes, on each step, the conductors position generating a new bundle configuration. Such configuration matches a small change on bundles geometry by shifting conductors on the direction that leads to the maximum reduction of the objective function. Both the reduction of natural impedance and the optimization of conductor¿s superficial electric field are evaluated. The former seeks the increase of surge impedance loading actuating directly on the maximal surge impedance reduction path. The second acts on the uniformization of conductor¿s superficial electric field, whose upper bound is the main electromagnetic restriction on the surge impedance loading increase when conceiving transmission lines. The last one was most effective, resulting in greatest natural power transmission lines, yet, leading to most expanded bundles / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica