Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-25T20:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298799.pdf: 2711957 bytes, checksum: 66b025fe8150aa50f6953a4628210eea (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo a elaboração de uma metodologia para a alocação ótima de chaves de manobras telecomandadas, em alimentadores do sistema de distribuição, com e sem geração distribuída, com múltiplos objetivos sendo avaliados, visando a melhoria dos índices de continuidade coletivos e dos consumidores especiais. Inicialmente é feita uma redução no número de nós dos alimentadores, sendo mantidas suas características, visando a melhoria do desempenho do cálculo dos índices de continuidade e o fluxo de carga. Os dados das taxas de falhas e tempos de reparos dos trechos dos alimentadores, utilizados para calcular os índices de continuidade, são adquiridos via histórico de falhas do sistema de distribuição em estudo. Através da construção de uma matriz de alcance, juntamente com os tempos de reparos, as taxas de falhas, o número de consumidores e a carga, é possível verificar a influência dos equipamentos de proteção e manobras dentro do alimentador, e por conseqüência nos índices de continuidade. Este procedimento é realizado por meio da matriz lógico estrutural. Para cada chave de interligação entre alimentadores (chaves com posição normalmente aberta) é verificado, no esquema de operação em anel aberto, quais nós podem ser socorridos pelo alimentador que faz o socorro, através da alocação de uma chave telecomandada normalmente fechada, não violando os limites de corrente e tensão estabelecidos. Estes são os chamados pontos candidatos à transferência de carga. Esta avaliação também é feita caso uma geração distribuída possa operar ilhada ou com a possibilidade de operar em paralelo com o alimentador de socorro. O método de fluxo de carga utilizado é o método de soma de potências modificado, utilizado também quando da existência de geração distribuída no sistema de distribuição. Por fim, busca-se a otimização das posições das chaves telecomandadas normalmente abertas via um algoritmo genético muti-objetivos de Pareto, objetivando a melhoria dos índices de continuidade coletivos e individuais dos consumidores especiais, sendo validado por busca heurística exploratória / The present dissertation aims to develop a methodology for optimal allocation of telecontrolled switches in the distribution system feeders, with or without distribution generation, with multiple objectives being assessed, in order to improve collective and special consumers continuity index. It begins with a reduction of number of nodes in the feeders, keeping their characteristics, to improve the calculation of the reliability indexes and load flow. The data of the failure rates and repair times of the branches of feeders, which are used to calculate the reliability index, are acquired through building historical data of failures of the distribution system in study. By making a range matrix, along with the repair times, failure rates, the number of consumers and the load, it is possible to verify the influence of protective and switching equipment within the feeder, on the indices of continuity with a logical structural matrix. For each tie between feeders (switch with normally open position) in the scheme of operation in open loop, is checked which nodes can be rescued by a rescuing feeder, by allocating a remotely controlled normally closed switch, without violating voltage and current limits. These points are the candidates for load transfer. This assessment can also be made if the distributed generation is to operate islanded or with the ability to operate in parallel with the interconnecting feeder. The load flow method used is a modified sum of powers, also used when distributed generation is present in distribution system. In order to solve the optimization of the positions of normally open telecontrolled switches, a Pareto multi-objective genetic algorithm is used, with the objective of improve reliability of a set of consumers and individual priority consumers, being validated by heuristic search exploration

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T19:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232386.pdf: 1000771 bytes, checksum: 69ccdeccd3759e0153b9858d16da4501 (MD5) / Esta dissertação aborda o problema de suporte de potência reativa a sistemas de distribuição em ambiente de mercado competitivo a partir do ponto de vista de uma concessionária de distribuição. O problema é tratado como provimento de serviços ancilares envolvendo provedores externos (geração externa à concessionária e empresas transmissoras) ou locais (geração distribuída, etc.). Neste cenário, a empresa deve estar instrumentalizada para analisar as opções mais econômicas para atender suas necessidades de suporte de potência reativa. O problema é formulado como uma aplicação de Fluxo de Potência Ótimo em que a rede elétrica e as características de custo das unidades geradoras são representadas. A metodologia proposta proporciona à concessionária uma ferramenta de apoio à tomada de decisão entre a contratação de suporte de potência reativa junto a geradores conectados à sua rede, ou seu provimento através dos pontos de fronteira com a rede básica de transmissão. Exemplos de aplicação são apresentados para os sistemas-teste de 14 e 57 barras IEEE, bem como a um sistema realístico extraído dos bancos de dados do ONS com o intuito de mostrar a aplicabilidade em um cenário real e discutir seus resultados. This thesis addresses the problem of providing reactive support to a distribution system under market conditions from the distribution utility´s point-of-view. The problem is dealt with as ancillary service procurement where the potential suppliers are external sources (external generation, transmission utilities) or local generation (distributed generation, etc.). In this scenario, adequate tools should be available for the distribution utility to determine the most economic reactive power supply alternatives. The problem is formulated as an Optimal Power Flow application in which the electric network and the cost characteristics of the generating units are represented. The proposed methodology exhibits the desired properties of a decision making aiding tool for the distribution utility. Examples of its application to the IEEE 14-bus and 57-bus test systems, as well as to a realistic power network are presented and discussed.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:46:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260717.pdf: 1683669 bytes, checksum: c5eab664a9682c088774d4ec8dbae5d0 (MD5) / Neste trabalho é apresentada uma metodologia para o planejamento da automação de sistemas de manobra em redes de distribuição de grande porte, onde é preciso decidir quais pontos automatizar dentre vários alimentadores de diferentes regiões. É feita uma revisão do estado da arte dos vários esquemas de automação empregados em diferentes países, dos principais tipos de sistemas de comunicação envolvidos no processo, bem como do problema de alocação de chaves de manobra em redes de distribuição. Então é desenvolvida a modelagem necessária para se extrair dados a partir de sistemas de distribuição reais, de forma a possibilitar a simulação dos indicadores de continuidade de fornecimento devido à influência da posição de chaves de manobra automatizadas ao longo dos alimentadores. Nesta etapa são utilizadas como ferramentas o fluxo de potência, a teoria de grafos, e a filosofia de proteção de sistemas de energia elétrica. Definidas as posições possíveis para as chaves automáticas, é necessário então determinar a combinação destas que atenda ao objetivo de minimizar as perdas de energia não suprida e o número de chaves alocadas, respeitando as restrições das metas de qualidade determinadas pelo órgão regulador para os diferentes conjuntos consumidores dentro da área que se pretende automatizar. Para resolver este problema é necessário um método de programação inteira. Neste trabalho são utilizados dois métodos, o Branch-and-Bound e o Algoritmo Genético, a fim de comparar os seus desempenhos. São realizados quatro estudos de caso com diferentes abrangências e disponibilidades para o sistema de comunicação, com o objetivo de se analisar a influência na solução final, ou seja, na quantidade e posicionamento espacial das chaves.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-09-15T12:28:41Z No. of bitstreams: 1 2008_DenisPerezJannuzzi.pdf: 589933 bytes, checksum: 6820ffbdee37f50faf388d190f3f4db6 (MD5) / Approved for entry into archive by Luis Felipe Souza Silva(luis@bce.unb.br) on 2009-09-15T18:42:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_DenisPerezJannuzzi.pdf: 589933 bytes, checksum: 6820ffbdee37f50faf388d190f3f4db6 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-09-15T18:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_DenisPerezJannuzzi.pdf: 589933 bytes, checksum: 6820ffbdee37f50faf388d190f3f4db6 (MD5) Previous issue date: 2008-10-24 / Este trabalho apresenta uma proposta de aplicativo computacional que visa auxiliar a tomada de decisão na negociação de contratos bilaterais em médio prazo (12 meses), em termos estatísticos e probabilísticos, no âmbito do Ambiente de Contratação Livre (ACL) do mercado de eletricidade sob o foco do Agente Gerador de Energia Elétrica. Este Agente Gerador específico deve atender aos seguintes pré-requisitos: ser possuidor de PCH ou UHE de pequeno porte passíveis de inclusão nos critérios estabelecidos por meio da Resolução ANEEL n° 652/2003 e não ser participante do Mecanismo de Realocação de Energia (MRE). O contexto do trabalho envolve o estudo de critérios essenciais destinados a análise da tomada de decisão, tais como Lucro, Insuficiência de Lastro de Energia e Custo de Oportunidade. Estes critérios foram escolhidos com base nas seguintes primícias: o Lucro representa a condição básica de sobrevivência do ente econômico no mercado competitivo, a Insuficiência de Lastro de Energia estabelece a medida da garantia do fornecimento conforme contrato, e por fim, o Custo de Oportunidade representa o nível de arrependimento que o agente estará sujeito em face da decisão tomada. Com vistas a oferecer adequada visão da caracterização do Agente Gerador de Energia Elétrica, na parte inicial, o trabalho apresenta os aspectos introdutórios e regulatórios a respeito do assunto. A seguir, são apresentados os métodos de previsão utilizados na geração de amostras aleatórias das grandezas relacionadas, tais como Geração da Usina (PG), Geração do Submercado (PGS), Energia Natural Afluente (YS) e Preço de Liquidação das Diferenças PLD (?S), assim como os resultados dos mesmos. Por conseguinte, é realizada uma avaliação dos resultados das distribuições probabilísticas utilizadas, Uniforme e Normal. O resultado da avaliação sugere que a distribuição Uniforme é mais apropriada na geração de amostras como padrão a ser adotado para as grandezas estudadas. No último capítulo, é apresentado o método de Otimização adotado, bem como seus resultados e análises. A intenção ao final da otimização é proporcionar ao Agente, valores contratuais de Energia e Preço limites, que subsidiem as possibilidades de negociação, de forma a obter a maximização do lucro esperado. Ou seja, a partir destes valores limites, o agente tem parâmetros criteriosos e suficientes para a adoção de uma tomada de decisão cujos riscos sejam conhecidos. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a proposal for a computer application to help the decision-making in the negotiation of bilateral contracts in the medium term (12 months), in statistical and probabilistic terms, under the Free Contracting Environment (ACL) of the electricity market from the electric power generator agent point of view. This specific agent must meet the following prerequisites: be the owner of small hydro power plant as defined by the criteria established through Resolution ANEEL N° 652/2003, and not be part of the Reallocation Mechanism of Energy (MRE). The context of this work involves the study of essential criteria for decision-making, analysis, such as Profit, Energy Ballast Failure and Opportunity Cost. These criteria were elected based on the following concepts: Profit is the basic condition for economic survival in a competitive market; Energy Ballast Failure establishes the extent of power supply contract collateral; and last, the Opportunity Cost represents the level of regret that the agent will be subject via-a- is decision made In order to provide the adequate definition for Electric Power Generator Agent, this work presents in its initial part an introduction to regulatory issues related to the scope the proposed subject. The following chapters present the forecasting methods utilized to obtain the random samples of related variables, such as, Generation of Power (PG), Generation of Submarket (PGS), Natural Energy Affluent (YS), Price of Unconcealed Liquidation (λS), and their results. Then, it presents an evaluation of the results obtained from the Uniform and Normal probability distributions. The result of the evaluation suggests that the Uniform distribution is more appropriate for the generation of samples to be used as standard for the studied quantities.

Este trabalho apresenta a montagem de uma instalação fotovoltaica de 4,8 kWp conectada à rede elétrica e uma análise experimental do seu comportamento, com o propósito de otimizar o fator de dimensionamento. Para fins de análise comparativa a instalação foi dividida em três subsistemas com arranjos de potências diferentes, os quais possuem fatores de dimensionamentos de 0,65, 0,73 e 0,86 (razão entre a potência nominal do inversor e a potência do gerador fotovoltaico), respectivamente para os subsistemas 1, 2 e 3. Cada subsistema possui um arranjo formado por dois painéis que utilizam módulos de 100 Wp/24 V, com células de silício monocristalino. Estes arranjos alimentam, de forma independente, três inversores senoidais monofásicos comutados pela própria rede e com potência máxima na saída de 1100 W cada um, caracterizando desta forma uma planta modular. O sistema de aquisição de dados monitora sistematicamente a instalação a uma varredura por minuto, a fim de se obter um acompanhamento ao longo do tempo e poder caracterizá-la. São monitoradas as tensões elétricas de cada painel de módulos e as suas correspondentes correntes, as tensões elétricas e as correntes alternadas, as potências elétricas contínuas e alternadas, a irradiância no plano do gerador, as temperaturas do ar ambiente, de um módulo do gerador e dos inversores. A metodologia de análise desta instalação consiste no monitoramento, na caracterização e na quantificação das medidas adquiridas, com a finalidade de determinar correlações que possam predizer a potência injetada na rede bem como a determinação da performance energética para dias típicos ensolarados, parcialmente nublados e encobertos. A divisão da instalação em três subsistemas permitiu caracterizá-los quanto aos seus comportamentos energéticos, além de possibilitar a análise de arranjos superdimensionados, os quais fornecem uma potência superior a máxima na entrada dos inversores, originando desperdício de energia nos momentos de elevada irradiância. O método desenvolvido para determinar a energia perdida na entrada dos inversores possibilitou avaliar o quanto se perde mensalmente nos subsistemas 1 e 2, uma vez que as perdas de captura e de sistema aumentam quando o arranjo está superdimensionado e isto significa uma redução na produtividade. Com as correlações encontradas para cada subsistema e com a equação geral foi possível predizer o quanto de energia pode ser injetada na rede.

Este trabalho tem o objetivo de realizar uma análise de sensibilidade dos parâmetros operacionais e de projeto de uma usina termelétrica. A análise de sensibilidade serve para indicar qual a importância dessas grandezas no resultado do sistema. A planta modelada é a da Usina Termelétrica Presidente Médici – Fase B, localizada em Candiota, RS, onde cada módulo é capaz de produzir até 160 MW de potência. Para esta planta é apresentado o equacionamento de cada componente do sistema. Destacam-se duas modelagens para a turbina a vapor, usadas para a simulação de seu comportamento em carga parcial, o da Elipse de Stodola e o de Schegliáiev. Ambos os modelos são comparados. Também são apresentados os modos de controle de carga por válvula de estrangulamento, por válvula de bocais e por pressão deslizante. A análise de sensibilidade é feita por meio de três métodos distintos, cujos resultados são comparados. O Método Diferencial utiliza as derivadas parciais para estimar a sensibilidade. O Método de Monte Carlo realiza uma série de avaliações do sistema, com os dados de entrada gerados randomicamente em cada avaliação e análise estatística dos resultados para avaliar a sensibilidade das respostas. É desenvolvido neste trabalho o Método da Transformada de Fourier, que gera os dados de forma senoidal e utiliza a transformada de Fourier para medir as sensibilidades. A medida da sensibilidade é feita através de dois índices. O índice de importância é a derivada parcial de um resultado em relação a um parâmetro, adimensionalizado pelas médias das variáveis, e o índice de sensibilidade é a composição fracional da variância de um resultado. Como conclusão, observa-se que os modelos para operação em carga parcial da turbina de Schegliáiev e de Stodola produzem praticamente os mesmos resultados. Os três métodos de análise de sensibilidade conduzem aos mesmos índices de sensibilidade no caso estudado. A ordenação da importância dos parâmetros estudados é idêntica quando se usa tanto o índice de importância quanto o de sensibilidade, mesmo seus valores sejam diferentes para cada parâmetros.

O presente trabalho apresenta uma nova metodologia de localização de faltas em sistemas de distribuição de energia. O esquema proposto é capaz de obter uma estimativa precisa da localização tanto de faltas sólidas e lineares quanto de faltas de alta impedância. Esta última classe de faltas representa um grande problema para as concessionárias distribuidoras de energia elétrica, uma vez que seus efeitos nem sempre são detectados pelos dispositivos de proteção utilizados. Os algoritmos de localização de faltas normalmente presentes em relés de proteção digitais são formulados para faltas sólidas ou com baixa resistência de falta. Sendo assim, sua aplicação para localização de faltas de alta impedância resulta em estimativas errôneas da distância de falta. A metodologia proposta visa superar esta deficiência dos algoritmos de localização tradicionais através da criação de um algoritmo baseado em redes neurais artificiais que poderá ser adicionado como uma rotina adicional de um relé de proteção digital. O esquema proposto utiliza dados oscilográficos pré e pós-falta que são processados de modo que sua localização possa ser estimada através de um conjunto de características extraídas dos sinais de tensão e corrente. Este conjunto de características é classificado pelas redes neurais artificiais de cuja saída resulta um valor relativo a distância de falta. Além da metodologia proposta, duas metodologias para localização de faltas foram implementadas, possibilitando a obtenção de resultados comparativos. Os dados de falta necessários foram obtidos através de centenas de simulações computacionais de um modelo de alimentador radial de distribuição. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade do uso da metodologia proposta para localização de faltas em sistemas de distribuição de energia, especialmente faltas de alta impedância.

Com a reestruturação do setor elétrico brasileiro ocorreu a abertura no mercado de energia elétrica, a criação das figuras do consumidor livre e produtor independente e o surgimento de novas alternativas de fornecimento de energia aos consumidores do Grupo A, grupo conectado a alta tensão que compreende os níveis de 230 kV até 2,3 kV, composto basicamente por consumidores industriais. De acordo com a regulamentação atual, uma planta industrial pode ser atendida através da distribuidora local, do mercado livre, de fonte convencional ou incentivada e da autoprodução. No atual contexto de mercado faz-se necessário analisar qual a alternativa que melhor se adapte ao perfil da planta industrial e também represente economia na fatura de energia elétrica. O presente trabalho apresenta uma metodologia para avaliação destas alternativas, que permite comparar os custos com energia, auxiliando à tomada de decisão. Para a aplicação da metodologia, foram realizados estudos de caso que englobam diferentes consumidores do Grupo A, visando a economia e eficiência energética para o consumidor. / With the restructuration of the Brazilian electrical sector, came the opening of the electric energy market, the creation of characters such as the free consumer and independent producer, and the appearance of new supplying alternatives of energy to Group A consumers, a high-tension group which comprehends the levels from 230 kV to 2,3 kV that is composed basically of industrial consumers. According to the current regulations, an industrial plant can be attended through the local distributer, in the free market, of a conventional or motivated source and through auto-production. In the present market context, it is necessary to analyze which alternative adapts better to the industrial plant profile and also represents economy in the monthly electric bill. This work presents a methodology to evaluate these alternatives, allowing the comparison of the energy costs, thus helping the decision process. In order to apply the methodology, case studies involving different consumers of Group A, were conducted aiming at the economy and energetic efficiency for the consumer.

Este trabalho investiga o impacto da adoção e da implementação de um Sistema Integrado de Gestão em uma empresa do setor elétrico brasileiro, Companhia Estadual de Energia Elétrica – CEEE. Os Sistemas Integrados de Gestão – SIG´s – compõem um novo conceito para a gestão de informação nas organizações. Esses sistemas prometem a integração de todos os fluxos de informações internos e externos a uma organização. A busca da efetiva integração dos negócios levou inúmeras empresas a implementarem os SIG´s. Como a expectativa de resultados é significativa e os investimentos envolvidos são elevados, a avaliação é uma importante etapa da implementação deste tipo de sistema nas empresas. O objetivo do trabalho é avaliar se a implementação do sistema empresarial Synergia trouxe alteração na eficiência operacional da CEEE. O método de avaliação baseou-se em duas dimensões: utilidade e satisfação pelo usuário. Para avaliação da utilidade do sistema, outras três subdimensões foram estabelecidas: a) impacto nos fatores críticos de sucesso da empresa; b) impacto nos processos; c) impacto nos indicadores de desempenho. Com base em um referencial teórico centrado nas características destes sistemas e nos métodos de avaliação que enfatizam as questões mais significativas a serem consideradas na implementação desses projetos, a pesquisa revelou aspectos da implementação e deficiências do software que conduziram ao insucesso do projeto.

O presente trabalho é dedicado ao estudo de métodos de simulação para ciclos de Rankine. O trabalho é iniciado com a modelagem de um ciclo de Rankine simples e segue evoluindo para configurações mais complexas tal como o ciclo de Rankine com reaquecimento e regeneração. São adotadas as considerações mais convencionais da prática de projeto de centrais termelétricas cujos sistema térmicos baseiam-se no ciclo de Rankine, incluindo-se queda de pressão em tubulações do circuito além de outras perdas. Em seguida, são estabelecidas as expressões matemáticas que possibilitam a determinação das propriedades termodinâmicas da água em seus mais diversos estados ao longo do ciclo. Por último, são desenvolvidos métodos de simulação, chamados neste trabalho de Substituição Sucessiva e Bloco Único, que caracterizam-se pela resolução simultânea do conjunto de equações algébricas dos ciclos elaborados. As simulações são efetuadas através de programas escritos na linguagem Fortran. Os métodos de simulação são aplicados para a obtenção dos resultados considerados mais importantes na análise de sistemas térmicos de potência, tais como rendimento térmico do ciclo, título na saída da turbina, vazões mássicas pelo sistema, potência nas bombas e calor trocado no gerador de vapor e no condensador Na maioria das simulações, estes resultados apresentam-se como funções da: (1) potência elétrica requerida, eficiência isentrópica e pressões na turbina; (2) eficiência térmica, pressão e temperatura no gerador de vapor; (3) pressão e grau de subresfriamento do líquido saturado no condensador e (4) eficiência isentrópica das bombas. São obtidos os mesmos resultados para os métodos de simulação utilizados. O método da Substituição Sucessiva apresentou menor tempo computacional, principalmente para configurações de ciclo mais complexas. Uma aplicação alternativa do método de Bloco Único demonstrou ser inconveniente para ciclos de configurações mais complexas devido ao elevado tempo computacional, quando todas as equações de cálculo das propriedades termodinâmicas são incluídas no sistema de equações a ser resolvido. Melhores rendimentos térmicos e título na saída da turbina foram obtidos para configurações de ciclo de Rankine com reaquecimento e regeneração.