Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T10:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246963.pdf: 1135305 bytes, checksum: f48e80e90836ac7e897fb0f4149c36b6 (MD5) / O objetivo desta dissertação é examinar diversos métodos existentes para a alocação ótima dos requisitos dos serviços ancilares de reserva em sistemas de potência, tanto do ponto de vista teórico quanto no que se refere à suas implementações computacionais e propriedades. Considera-se uma estrutura de mercado competitiva, onde os agentes participantes ofertam lances de quantidade e preço. A liquidação é feita através de leilões e os requisitos de cada mercado são estabelecidos pelo operador independente do sistema. Objetiva-se comparar diferentes métodos de liquidação, onde a função objetivo e a forma de remuneração dos agentes selecionados diferem em cada estrutura. São considerados três mercados de reservas operativas qualificadas hierarquicamente: regulação, reserva girante e reserva não-girante. A interação entre os mercados é possível nos algoritmos implementados, quando implicar em menores custos na solução final, desde que respeitando a hierarquia estabelecida. As taxas de rampa para tomada de carga também são consideradas. Especificamente são apresentados três métodos para estabelecer a liquidação dos requisitos de cada mercado de forma ótima: Mínimo Custo Social Revelado, Comprador Racional e Pagamento Conforme a Oferta. Um sistema-teste com seis agentes geradores é utilizado para gerar estudos de casos retratando situações típicas e os resultados correspondentes são analisados no decorrer do trabalho. As análises são feitas considerando um cenário de demanda fixa e também o atendimento a uma curva de demanda baseando-se em uma curva de carga. The objective of this work is to examine distinct methods recently proposed for ancillary service procurement in the context of reserves for both regulation and reliable operation of electric power systems. Both theoretical properties and computational implementation of such methods are considered. A competitive market structure is assumed where participants make bids composed of quantity (in MW) and price to the market operator. The reserve market requirements are established by the operator, and markets are cleared through auction mechanisms. Several methods for market clearing are evaluated, where the objective function and the way the participants are remunerated characterize each structure. Three reserve markets are considered, in hierarchical order: regulation, spinning reserve and non-spinning reserve. Interactions between markets are possible whenever that leads to more efficient solutions, respecting the above hierarchical order. Generating unit ramping rates are also taken into account. Specifically, three clearing methods for reserve markets are examined, namely, Minimum Revealed Social Cost, Rational Buyer and Pay-as-Bid. A test system involving six generating agents is employed to carry out typical study cases, whose results are analysed in this thesis. Such studies consider both a fixed demand scenario and the provision of reserves following time-varying reserve requirements which follow a typical daily load curve.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:04:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 248434.pdf: 3766643 bytes, checksum: 576aa30dca25990f1a0d9c6f70e06112 (MD5) / O presente trabalho apresenta um estudo do estado da arte sobre Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada (SPMS - Synchronized Phasor Measurement System), com ênfase em suas potenciais aplicações, e o desenvolvimento de metodologias para análise do comportamento dinâmico de Sistemas de Energia Elétrica (SEE), utilizando métodos paramétricos. A análise do estado da arte apresenta uma revisão teórica sobre as principais aplicações de SPMS, as quais foram categorizadas em: básicas; de monitoramento; de controle-proteção; e especiais. Destacam-se algumas experiências práticas, bem como uma síntese do estágio de desenvolvimento de tais aplicações, em diversos países. Descrevem-se ainda algumas experiências envolvendo a tecnologia de medição fasorial no Brasil. Em relação à análise da dinâmica de SEE, apresenta-se uma metodologia baseada no método de Prony e nos modelos Auto-Regressivo (AR) e Auto-Regressivo de Média Móvel (ARMA). Esta metodologia é utilizada para a identificação e a caracterização de oscilações eletromecânicas, em termos de freqüência de oscilação, taxa de amortecimento, fatores de participação e mode shapes. São realizadas simulações e estudos de caso com dados reais do Sistema Interligado Nacional (SIN), baseado em registros de um protótipo de Sistema de Medição Fasorial Sincronizada. Os resultados obtidos demonstram o grande potencial de SPMS, assim como o bom desempenho da metodologia implementada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250086.pdf: 1000379 bytes, checksum: 6a4ae3a6aa7d1f247fe2f7de2106e9c4 (MD5) / Esta dissertação apresenta contribuições à análise dos métodos de fluxo de carga de varredura aplicados às redes primárias de distribuição radiais e fracamente malhadas, com foco no método de soma das correntes e soma das potências. Destaca-se como contribuição, uma nova abordagem para o cálculo do fluxo de carga baseada no método de soma das potências, e na utilização da técnica de rotação de eixos. Desenvolveu-se também um método de varredura para aplicações em redes fracamente malhadas, considerando-se a representação do efeito capacitivo das linhas de distribuição, reguladores de tensão, bancos de capacitores fixos e automáticos, assim como geração distribuída com controle de tensão na barra de interconexão. Ainda como contribuições, analisaram-se matematicamente as propriedades de convergência dos métodos de soma das correntes e soma das potências, por meio do teorema do ponto fixo para contrações. Apresentam-se condições que se verificaram suficientes para a convergência dos métodos, assim como uma prova formal da convergência do método de soma das correntes, convergência esta independente da escolha da solução inicial. Ademais, deduz-se a taxa de convergência dos métodos, e prova-se a dependência dessas taxas para com o carregamento das redes. Por fim, formulam-se limitantes para com o desvio entre a solução do fluxo de carga e um estado de tensão obtido pelos métodos. Todas as formulações e análises foram validadas em simulações com redes de distribuição obtidas na literatura, assim como redes reais de concessionárias brasileiras.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261709.pdf: 2441256 bytes, checksum: 616cbfe50db2db115a3730b948c9938e (MD5) / Os sistemas de medição fasorial sincronizada (SPMS) também conhecidos como Wide-Area Measurement Systems (WAMS) apresentam-se como um novo paradigma no processo de monitoração do sistema elétrico. Estes sistemas são capazes de medir fasores, distantes geograficamente, com taxas de amostragem muito superiores aos tradicionais sistemas SCADA. Por meio dos SPMS é possível realizar uma monitoração da dinâmica do sistema elétrico. Aplicações de monitoração que utilizem dados de SPMS vêm sendo bastante exploradas na área de sistemas de energia. Alguns operadores já contam com este sistema disponível na sala de controle. Em termos de pesquisa, questiona-se de que maneira os dados de SPMS podem vir a melhorar o desempenho dinâmico do sistema elétrico. Diversos trabalhos são encontrados na literatura apresentando o seu potencial para a melhoria dos atuais esquemas de controle e proteção. O objetivo do presente trabalho é de investigar a potencialidade da utilização de dados fasoriais sincronizados na melhoria da estabilidade angular a pequenos sinais dos sistemas elétricos. Diferentes esquemas de controle são encontrados na literatura para este fim. Especificamente, neste trabalho, o objetivo principal é o de explorar um esquema de controle hierárquico constituído de duas camadas, sendo uma descentralizada (local) e outra centralizada (localizada no centro de operação). O projeto de controladores hierárquicos considerando sinais de medição fasorial apresentam muitos desafios entre os quais a existência de atrasos no processo de medição e controle, controladores com realimentação de saídas de baixa ordem e seleção de pontos de medição e controle. Duas abordagens baseadas em métodos de otimização analíticos e paramétricos são apresentadas para a realização deste projeto. Como método analítico utiliza-se o do controle ótimo, e como método paramétrico o de busca direta e híbrido. Destaca-se a aplicação original do método híbrido, e que inclui o método do gradiente amostrado que apresenta potencial para o projeto de controladores centralizados na área de sistemas elétricos de potência. Adicionalmente, são também apresentados métodos para seleção de sinais adicionais e pontos de medição e controle, baseados em análise modal. Finalmente, métodos explorados são aplicados para o projeto de controle hierárquico de dois sistema elétricos de diferente porte. O desempenho do sistema é avaliado para diferentes perturbações e condições de operação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232186.pdf: 1444605 bytes, checksum: 4d249451b4c8fb90e75e2d32c5bdd3a4 (MD5) / Este trabalho baseia-se no estudo da metodologia do cálculo de custos marginais de expansão, aplicados na elaboração das tarifas de energia elétrica, para diferentes classes de consumidores de cada nível de tensão. Atualmente são aplicadas as metodologias da Lei da quantidade de obra (LQO) e do Custo Incremental Médio de Longo Prazo (CIMLP). Estes Custos Marginais são aplicados para cada nível de tensão considerado e posteriormente um estudo estatístico é realizado a fim de alocar os custos às classes de consumidores relevantes do sistema em um estudo de agrupamento de consumidores. No presente trabalho, um caso exemplo foi elaborado a fim de mostrar possíveis distorções quando da não aplicação de tarifas personalizadas para cada perfil de carga representativo. Desta forma, muitos consumidores podem ter seus custos baseados em um perfil de carga que não corresponde ao seu verdadeiro comportamento de carga. O Estudo realizado neste trabalho mostra a necessidade da aplicação de diferentes tarifas de energia elétrica para cada grupo consumidor com base no seu perfil de carga e no nível de tensão em que está conectado, de forma que sejam preservados os princípios da neutralidade que visa garantir próximo da igualdade a relação entre a tarifa paga pelo consumidor e seu custo marginal, da igualdade que prevê a tarifação de forma semelhante para todos os consumidores, e o princípio da eficácia que visa o incentivo ao uso racional de energia.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico. Programa de Pós-Graduação em Economia. / Made available in DSpace on 2012-10-22T07:58:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236828.pdf: 1082348 bytes, checksum: f30d9760eefe821ce700992576bdcb40 (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo estudar a trajetória de desenvolvimento do setor elétrico brasileiro e o processo de reestruturação, analisando os reflexos em uma empresa estatal, realizando um estudo de caso na Centrais Elétricas de Santa Catarina - CELESC. A CELESC configura-se como uma Sociedade de Economia Mista tendo o Estado de Santa Catarina como acionista majoritário, cuja principal atividade é a distribuição de energia elétrica. A trajetória de constituição da CELESC foi sendo construída ao longo do século XX e mesmo sofrendo os efeitos da política interna e externa, sua história faz parte do processo de desenvolvimento do Estado catarinense. O setor elétrico brasileiro entrou em crise nos anos 80, iniciando uma ampla reforma a partir da segunda metade da década de 1990, cujo principal objetivo foi a desverticalização, privatização e regulamentação. Novos agentes foram introduzidos, e para adequar-se as mudanças que se seguiram no setor elétrico brasileiro a partir de então, a CELESC iniciou um processo de reestruturação organizacional, no intuito de atender a nova legislação institucional. Como resultado, a empresa está passando por um processo de desverticalização, que compreende a venda dos ativos de geração e um redirecionamento das suas atividades, concentrando-se na distribuição. Constata-se que os investimentos realizados pela CELESC têm garantido melhor qualidade, produtividade e desempenho técnico, econômico e financeiro, para permanecer com sua base de consumidores e enfrentar a competitividade. O mercado da CELESC é promissor, investir na distribuição de energia elétrica apresenta-se como a melhor estratégia e a mais rentável, possibilitando ampliar seu mercado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico, Programa de Pós-Graduação em Economia, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:07:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A presente dissertação busca analisar os impactos no setor elétrico brasileiro decorrentes da introdução da concorrência no mercado de geração de energia elétrica a partir do início da reestruturação do setor em 1993. Maior ênfase é dada ao comportamento dos preços de energia elétrica e dos investimentos em geração de energia elétrica de 1993 até o presente. Os resultados da análise dos preços não apontam para uma tendência clara de queda ao longo de todo o período, mas pode ser notada uma tendência de estabilidade, principalmente nos últimos três anos, tanto para a tarifa final de energia elétrica quanto para os preços de geração de energia. Os leilões de energia elétrica, instituídos a partir de 2004, trouxeram maior competitividade e preços reduzidos, tendo mais sucesso que o modelo de livre negociação entre distribuidoras e geradoras, estabelecida no início da reestruturação do setor. Os investimentos em fontes de energia hidrelétrica não aumentaram significativamente, em parte por causa de problemas ambientais. A capacidade instalada de fonte termelétrica cresceu expressivamente e foi amplamente beneficiada pelos leilões de energia elétrica. A participação do governo tem sido importante, tanto por meio de incentivos, quanto pelo investimento direto no setor. Porém, os investimentos devem ser contínuos, visto que a energia que será agregada pelas usinas em construção atualmente só é capaz de atender a demanda de energia até 2023, em um cenário de reduzido crescimento econômico. A introdução da concorrência pode ser benéfica, contudo deve ser acompanhada de mecanismos que incentivem a competitividade no setor. / The present work analyses the impact on the Brazilian electricity sector from the introduction of competition on the market of electricity generation since de institutional reform initiated in 1993. Emphasis is given to the behavior of the electricity prices and the investments in generation since 1993. The results of the analysis do not point to a clear tendency of a decrease in prices, although a tendency of stability may be noticed, especially in the last three years for the final prices and for the wholesale prices of electricity. The electricity auctions, created in 2004, brought more competitiveness and lower prices and were more successful than the previous model of free negotiation between distributors and generators, which was established in the beginning of the reform. The investments in hydroelectricity did not increase significantly, in part because of environmental problems. The installed capacity of thermoelectricity has grown considerably and was benefited by the electrify auctions. Governmental participation has been very important, be it by incentives or by direct investments in generation. However, investments must be ongoing, for the electricity that will be aggregated by new plants that are now under construction will not be able to supply the future demand beyond 2023, in a scenario of slow economic growth. The introduction of competition can be beneficial, but it must come with mechanisms that can provide incentives for competitiveness in the market.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:39:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1996 / Análise da estabilidade de tensão sob o ponto de vista estático, cuja base é a parametrização das equações algébricas não-lineares que representam o comportamento do sistema de potência em regime permanente. Este conjunto de equações é resolvido através do método da continuação, tendo como principal atrativo a capacidade de convergência para pontos que apresentam elevada demanda. Informações adicionais podem ainda ser obtidas: áreas críticas da rede elétrica; contribuição de geradores e linhas de transmissão; índice de proximidade ao colapso de tensão, etc. Um dos aspectos fundamentais enfocados pela metodologia proposta foi o tratamento dos limites de potência reativa gerada. O desempenho do método foi avaliado com base nos resultados obtidos com dois sistemas, o IEEE-30 barras e o IEEE-118 barras.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:37:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1997Bitstream added on 2016-01-08T22:17:16Z : No. of bitstreams: 1 108812.pdf: 4557151 bytes, checksum: 8c16abb47370b8534a30c30b1a89040d (MD5) / Nos últimos anos tem crescido o interesse pelo desenvolvimento de metodologias de avaliação da segurança dinâmica de sistemas elétricos de potência, para a aplicação nas atividades de planejamento da operação e operação em tempo real. Considerando este fato, o objetivo deste trabalho é tentar resolver o problema da melhoria da segurança dinâmica dos sistemas elétricos de potência utilizando técnicas de otimização para determinar ações de controle do tipo redespacho de potência ativa. Este problema foi formulado anteriormente como um problema de programação não-linear visando minimizar o desvio do ponto de operação do sistema, sendo resolvido utilizando heurística. Neste trabalho o problema é rescrito como um problema de programação quadrática e programação linear. A metodologia global utiliza o método SLEP iterativo na avaliação da estabilidade transitória, coeficientes de sensibilidade da margem de segurança, obtidos do OMIB equivalente, para definir as equações de restrição e um problema de otimização para a identificação e quantificação de ações de controle. Na avaliação das metodologias desenvolvidas foram utilizados quatro sistemas elétricos, sendo dois de grande. Os resultados encontrados validaram a metodologia desenvolvida e mostraram que o uso das técnicas de otimização resulta em melhores resultados que os obtidos utilizando heurística.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-21T16:34:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224607.pdf: 751040 bytes, checksum: 2be0e0b4291ad1ce6416ddd6155426d8 (MD5) / A eletricidade inseriu-se mais do que outros serviços na economia e na sociedade brasileira, resultando em um crescimento de mercado de energia elétrica superior àquele da economia e consequentemente na matriz energética nacional. Dada a importância da definição da demanda de energia elétrica no âmbito do processo de desenvolvimento de uma região, o objetivo desta dissertação é propor um modelo de projeção de demanda de energia aplicado a uma concessionária de pequeno porte. Com base na fundamentação de que a demanda de energia elétrica varia de acordo com a região, níveis sociais e econômicos e ainda atividades desenvolvidas, o método utilizado foi a definição de um conjunto de variáveis representativas desse contexto, valendo-se da relação entre população e número de consumidores residencial; o consumo por consumidor residencial e a estrutura do consumo do segmento residencial sobre a demanda total. Os resultados com a aplicação do modelo permitiu a definição da demanda de energia elétrica para o mercado da Centrais Elétricas de Rondônia S.A. - CERON como um estudo de caso.