Resumo: Neste trabalho é apresentada uma metodologia para o planejamento da compra de energia elétrica por um agente de distribuição, nos horizontes de longo e curto prazo. O modelo desenvolvido fornece uma estratégia ótima de contratação para uma distribuidora, com os montantes a contratar, conciliando a minimização dos custos da compra de energia, com os riscos de penalidades passíveis de aplicação à distribuidora. As simulações são implementadas considerando um horizonte de cinco anos de contratação, sendo realizadas abordagens no longo e curto prazo, individualmente e acopladas. O modelo de longo prazo considera a contratação de energia por meio de leilões no ambiente regulado e chamadas públicas para geração distribuída, sendo os cinco anos simulados com discretização anual. No modelo de curto prazo a contratação de energia é realizada por meio de leilões no ambiente regulado, chamadas públicas para geração distribuída e aquisições por meio do Mecanismo de Compensação de Sobras e Déficits (MCSD), sendo os cinco anos simulados com discretização mensal. Em ambos os horizontes de planejamento são implementadas simulações determinísticas e com incertezas. As incertezas são incluídas no problema por meio de variáveis fuzzy. Os resultados entre as duas modelagens analisadas foram comparados entre si para o longo e curto prazo.

Orientador: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Jorge Coelho / Resumo: Manter o perfil de tensão da rede de distribuição dentro dos limites operacionais adequados é um problema que deve ser modelado e resolvido obedecendo às restrições de natureza técnica e econômica. Após um período de construção da rede de distribuição ocorre degradação da qualidade do perfil de tensão como conseqüência das dificuldades de prever condições precisas durante a fase de planejamento do sistema. Desta maneira torna-se necessário o planejamento de curto prazo da rede de distribuição como a instalação de dispositivos que assegurem que o sistema opere dentro dos limites de magnitude de tensão estabelecidos pelas agências reguladoras. Dentre os dispositivos, destaca-se a alocação de bancos de capacitores, que instalados de forma adequada proporcionam a compensação de reativos, regulando as magnitudes das tensões ao longo da rede bem como o fator de potencia da subestação e fornecendo como benefício secundário a redução de perdas ativas no sistema. O problema de alocação de bancos de capacitores em sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em determinar os tipos, capacidade, localização e esquemas de controle dos bancos alocados. Neste trabalho apresenta-se uma nova metodologia para alocar bancos de capacitores fixos e chaveados em alimentadores de distribuição. Esta metodologia contempla as necessidades de representar o comportamento estocástico dos diferentes tipos de cargas conectadas ao sistema de distribuição e a característica topológica das redes de distribuição que não apresentam mais estrutura radial, devido à presença de geradores distribuídos ligados diretamente à rede. O problema de alocação de bancos de capacitores fixos e chaveados é formulado como um modelo de programação não linear inteiro misto multiobjetivo e para solução deste modelo é proposto um algoritmo genético multiobjetivo e uma algoritmo busca tabu multiobjetivo / Abstract: Maintaining the voltage profile of distribution networks within the operational limits is a problem that must be modeled and solved according to economical and technical restrictions. Afterwards a period of constructing the distribution network, there is degradation of the quality of the voltage profile as a consequence of the difficulties in predicting precise conditions during the planning phase. This way, it is necessary the short term distribution planning and the installation of devices that assure the system operating within the voltage magnitudes fixed by the regulating agencies. Among the devices, there are allocation of capacitor banks, that when adequately installed provide the reactive compensation, regulating the voltage magnitude along the network as well as the substation power factor and providing as a secondary result reducing the active losses of the system. The problem of allocating capacitor banks in electrical energy distribution systems consists in determining the types, capacity, localization and control techniques of the allocated Banks. This work presents a new methodology for allocating fixed and switched capacitor banks in distribution feeders. This methodology attends the needs of representing the stochastic behavior of the different types of the loads connected to the distribution system and the topological characteristics of the distribution networks that do not present radial structure, due to the distributed generators connected directly to the network. The problem of allocating fixed and switched capacitor banks is formulated as a mixed multi objective nonlinear integer programming model and for solution of this model is proposed a multi objective genetic algorithm and a multi objective tabu search algorithm / Mestre

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:42:27Z : No. of bitstreams: 1 150606.pdf: 6171764 bytes, checksum: 98139a125534b3edff8d800c2a812a7f (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-29Bitstream added on 2014-06-13T20:09:45Z : No. of bitstreams: 1 pereirajunior_br_me_ilha.pdf: 2079589 bytes, checksum: 086f2d874ba748765509a09a3555c74f (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Manter o perfil de tensão da rede de distribuição dentro dos limites operacionais adequados é um problema que deve ser modelado e resolvido obedecendo às restrições de natureza técnica e econômica. Após um período de construção da rede de distribuição ocorre degradação da qualidade do perfil de tensão como conseqüência das dificuldades de prever condições precisas durante a fase de planejamento do sistema. Desta maneira torna-se necessário o planejamento de curto prazo da rede de distribuição como a instalação de dispositivos que assegurem que o sistema opere dentro dos limites de magnitude de tensão estabelecidos pelas agências reguladoras. Dentre os dispositivos, destaca-se a alocação de bancos de capacitores, que instalados de forma adequada proporcionam a compensação de reativos, regulando as magnitudes das tensões ao longo da rede bem como o fator de potencia da subestação e fornecendo como benefício secundário a redução de perdas ativas no sistema. O problema de alocação de bancos de capacitores em sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em determinar os tipos, capacidade, localização e esquemas de controle dos bancos alocados. Neste trabalho apresenta-se uma nova metodologia para alocar bancos de capacitores fixos e chaveados em alimentadores de distribuição. Esta metodologia contempla as necessidades de representar o comportamento estocástico dos diferentes tipos de cargas conectadas ao sistema de distribuição e a característica topológica das redes de distribuição que não apresentam mais estrutura radial, devido à presença de geradores distribuídos ligados diretamente à rede. O problema de alocação de bancos de capacitores fixos e chaveados é formulado como um modelo de programação não linear inteiro misto multiobjetivo e para solução deste modelo é proposto um algoritmo genético multiobjetivo e uma algoritmo busca tabu multiobjetivo / Maintaining the voltage profile of distribution networks within the operational limits is a problem that must be modeled and solved according to economical and technical restrictions. Afterwards a period of constructing the distribution network, there is degradation of the quality of the voltage profile as a consequence of the difficulties in predicting precise conditions during the planning phase. This way, it is necessary the short term distribution planning and the installation of devices that assure the system operating within the voltage magnitudes fixed by the regulating agencies. Among the devices, there are allocation of capacitor banks, that when adequately installed provide the reactive compensation, regulating the voltage magnitude along the network as well as the substation power factor and providing as a secondary result reducing the active losses of the system. The problem of allocating capacitor banks in electrical energy distribution systems consists in determining the types, capacity, localization and control techniques of the allocated Banks. This work presents a new methodology for allocating fixed and switched capacitor banks in distribution feeders. This methodology attends the needs of representing the stochastic behavior of the different types of the loads connected to the distribution system and the topological characteristics of the distribution networks that do not present radial structure, due to the distributed generators connected directly to the network. The problem of allocating fixed and switched capacitor banks is formulated as a mixed multi objective nonlinear integer programming model and for solution of this model is proposed a multi objective genetic algorithm and a multi objective tabu search algorithm

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-09-28Bitstream added on 2014-06-13T19:08:14Z : No. of bitstreams: 1 daltin_rs_me_ilha.pdf: 841004 bytes, checksum: da77f2e8d8ccd4d0094ea607844c7530 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação descreve um processo alternativo para decompor uma linha de transmissão trifásica, simétrica e não transposta nos seus modos exatos por meio da utilização de duas matrizes de transformação. A primeira é a matriz de Clarke que desacopla a linha em suas componentes a, ß e zero. A componente ß é um modo exato enquanto que as componentes a e zero são acopladas. Em seguida, as componentes a e zero são representadas por uma linha bifásica que pode ser decomposta em seus modos exatos por meio de uma matriz de transformação adequada, cujos elementos podem ser sintetizados, no domínio do tempo, por técnicas de aproximações por curvas. O método pretende unir as vantagens da matriz de transformação exata (que produz modos exatos) com as vantagens da matriz de Clarke, que é real, independente da freqüência e facilmente representável em programas que realizam simulações de transitórios, como é o caso do EMTP. Assim, o método pode ser utilizado em situações em que o acoplamento entre as componentes a e zero não possa ser desconsiderado. O processo foi utilizado para simular a energização de uma linha trifásica, sem transposição, com um plano de simetria vertical, 440 kV e comprimento de 500 km que foi representada no domínio modal por meio do método proposto e também por meio do uso da matriz de autovetores (como sendo a matriz de decomposição modal). O método é coerente, pois foram obtidos resultados semelhantes com os dois métodos de decomposição modal, enquanto que com o uso somente da matriz de Clarke, verificou- se certa diferença em relação aos valores esperados. / This dissertation describes an alternative procedure to decompose a non-transposed threephase transmission line into exact modes, by using two transformation matrices. The first one is Clarke's matrix, which separates the line into quasi-modes a, ß e zero. The ß component is an exact mode while a and zero are coupled. After that, the coupled components are represented by using a two-phase transmission line without a vertical symmetry plane that can be decomposed with a modal transformation matrix whose elements can be achieved, in timedomain, through standard curve-fitting techniques. The method intends to join the Clarke's matrix advantages which crucial aspect is being real, frequency-independent and easily represented in computational transient programs (EMTP) with eigenvector's matrix used in situations where the coupling between a and zero components cannot be disconsidered. The process was used to energize a three-phase transmission line with a vertical symmetry plane, which nominal voltage is 440kV and its length, 500km. It was represented in the modal domain by considered method and, on the other hand, by using eigenvector's matrix (as being the decomposition matrix). In fact, the obtained results had shown that the method is coherent, because it is obtained similar results with the application of the two mentioned modal decomposition methods, whereas with the use of Clarke's matrix, a perceptible difference in relation to the expected values was verified.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-02Bitstream added on 2014-06-13T19:28:10Z : No. of bitstreams: 1 utida_ma_me_ilha.pdf: 904352 bytes, checksum: 752f1ee472f9c7246beb1651b7b2e820 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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. / 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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-25Bitstream added on 2014-06-13T19:00:48Z : No. of bitstreams: 1 gallegopareja_la_dr_ilha.pdf: 1184349 bytes, checksum: 67e1f90a3708a0564704972e31ced51c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese é proposta e avaliada uma metodologia alternativa para o cálculo do fluxo de potência quando são consideradas incertezas no sistema de distribuição de energia elétrica. Especificamente é considerada incerteza na demanda dos usuários de baixa tensão, assim como também nas fases em que os usuários estão ligados no sistema. A demanda das unidades consumidoras é modelada através das funções de distribuição de probabilidades. A metodologia proposta vale-se das curvas de carga diárias típicas que foram estimadas através das curvas de carga medidas em uma campanha de medição. O fluxo de potência proposto emprega o método de simulação de Monte Carlo para gerar múltiplos cenários de demanda do sistema de distribuição. O método de fluxo de potência determinístico empregado é o denominado algoritmo Backward-Forward Sweep. Neste trabalho também é realizado um estudo estatístico para determinar quais distribuições de probabilidade podem representar os dados das curvas de carga diárias obtidas na campanha de medições. Muitos trabalhos apresentados no âmbito acadêmico empregam a priori a função de distribuição de probabilidade normal para realizar os diversos estudos, isto pode levar a conclusões inadequadas. Também é realizada uma análise comparativa entre os resultados obtidos pelo fluxo de potência probabilístico, quando são utilizadas duas funções de distribuição de probabilidade diferentes para estimar as curvas de carga diárias (a função de distribuição de probabilidade que ficou no primeiro lugar na análise estatística e a função normal). São apresentados resultados comparativos para diferentes distribuições de probabilidade, quando é considerada incerteza somente na demanda e quando é considerada conjuntamente incertezas na demanda e na conexão das fases / In this thesis an alternative methodology to calculate the power flow considering uncertainty in the electrical distribution system is proposed and validated. Specifically, uncertainty is considered in the demand of the low voltage consumers, as well as the phases in which the users are connected to the system. The demand of the consumer units is modeled by means of probability distribution functions. The proposed methodology uses the daily load curves that were estimated by means of the load curves measured in measuring campaign. The proposed power flow uses the Monte Carlo simulation method to generate multiple demand scenarios of the distribution system. The deterministic power flow method implemented is the so called Backward-Forward Sweep algorithm. In this work it is also implemented a statistical study to determine which distribution functions can represent the data of the daily load curves obtained in the measuring campaign. Many research works found in the academic ambit use a priori the normal distribution function to perform diverse studies; this can lead to wrong conclusions. This thesis also presents a comparative analysis between the results obtained by the probabilistic power flow, when two different probability distribution functions are used to estimate the daily load curves (the probability distribution function that was first in the statistical analysis and the normal function). Comparative results are shown for different distribution functions considering uncertainty only in the demand, and considering uncertainty in the demand and the connection of the phases

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Percival Bueno de Araujo / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: José Manuel Arroyo Sanchez / Banca: Paulo Augusto Nepomuceno Garcia / Resumo: Nesta tese é proposta e avaliada uma metodologia alternativa para o cálculo do fluxo de potência quando são consideradas incertezas no sistema de distribuição de energia elétrica. Especificamente é considerada incerteza na demanda dos usuários de baixa tensão, assim como também nas fases em que os usuários estão ligados no sistema. A demanda das unidades consumidoras é modelada através das funções de distribuição de probabilidades. A metodologia proposta vale-se das curvas de carga diárias típicas que foram estimadas através das curvas de carga medidas em uma campanha de medição. O fluxo de potência proposto emprega o método de simulação de Monte Carlo para gerar múltiplos cenários de demanda do sistema de distribuição. O método de fluxo de potência determinístico empregado é o denominado algoritmo Backward-Forward Sweep. Neste trabalho também é realizado um estudo estatístico para determinar quais distribuições de probabilidade podem representar os dados das curvas de carga diárias obtidas na campanha de medições. Muitos trabalhos apresentados no âmbito acadêmico empregam a priori a função de distribuição de probabilidade normal para realizar os diversos estudos, isto pode levar a conclusões inadequadas. Também é realizada uma análise comparativa entre os resultados obtidos pelo fluxo de potência probabilístico, quando são utilizadas duas funções de distribuição de probabilidade diferentes para estimar as curvas de carga diárias (a função de distribuição de probabilidade que ficou no primeiro lugar na análise estatística e a função normal). São apresentados resultados comparativos para diferentes distribuições de probabilidade, quando é considerada incerteza somente na demanda e quando é considerada conjuntamente incertezas na demanda e na conexão das fases / Abstract: In this thesis an alternative methodology to calculate the power flow considering uncertainty in the electrical distribution system is proposed and validated. Specifically, uncertainty is considered in the demand of the low voltage consumers, as well as the phases in which the users are connected to the system. The demand of the consumer units is modeled by means of probability distribution functions. The proposed methodology uses the daily load curves that were estimated by means of the load curves measured in measuring campaign. The proposed power flow uses the Monte Carlo simulation method to generate multiple demand scenarios of the distribution system. The deterministic power flow method implemented is the so called Backward-Forward Sweep algorithm. In this work it is also implemented a statistical study to determine which distribution functions can represent the data of the daily load curves obtained in the measuring campaign. Many research works found in the academic ambit use a priori the normal distribution function to perform diverse studies; this can lead to wrong conclusions. This thesis also presents a comparative analysis between the results obtained by the probabilistic power flow, when two different probability distribution functions are used to estimate the daily load curves (the probability distribution function that was first in the statistical analysis and the normal function). Comparative results are shown for different distribution functions considering uncertainty only in the demand, and considering uncertainty in the demand and the connection of the phases / Doutor

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:14:57Z : No. of bitstreams: 1 139351.pdf: 9822724 bytes, checksum: adcbf46c66b62716018016cf3e9578f3 (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-23Bitstream added on 2014-06-13T19:08:08Z : No. of bitstreams: 1 tonellineto_ms_me_ilha.pdf: 925562 bytes, checksum: 4d19e3ff6eabc4094e4ba90e7a4607b9 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Esta pesquisa tem por objetivo o desenvolvimento de um sistema inteligente que realize o controle preventivo em sistemas de distribuição de energia elétrica. Trata-se de um procedimento para diagnosticar distúrbios possam provocar danos em componentes do sistema e, principalmente, a interrupção do fornecimento de energia aos consumidores. Este sistema inteligente será desenvolvido baseando-se no emprego da transformada wavelet, lógica fuzzy e redes neurais artificiais, em especial uma arquitetura da família ART (Adaptive Resonance Theory), a rede neural Fuzzy ARTMAP. Por ser uma arquitetura estável e plástica, esta permite a inclusão do módulo do treinamento continuado, o qual possibilita a extração do conhecimento sem a necessidade de reiniciar o processo de treinamento com a inclusão de novos padrões, diferentemente do que ocorre com a maioria das redes neurais. Este recurso possibilita usar um conjunto reduzido de padrões na fase de treinamento e, na medida em que forem realizadas as análises (aplicação), a extração do conhecimento é continuada, ou seja, trata-se de um sistema que busca o aperfeiçoamento com o passar o tempo. O sistema irá contemplar as principais anormalidades caracterizadas por distúrbios de tensão, curtos- circuitos e faltas de alta impedância. Por conseguinte, o objetivo refere-se ao desenvolvimento de um modelo embrionário capaz de incorporar permanentemente inovações com o propósito de torná-lo um sistema de inferência mais eficiente / This project aims to develop an intelligent system that performs the preventive control in electric power distribution systems. It is a procedure to disturbances diagnosis that can potentially cause damage to system’s components and, particularly, the interruption of electric power supply to consumers. This intelligent system is based on wavelet transform, fuzzy logic and artificial neural networks, in special the ART (Adaptive resonance Theory) family architecture, i.e., the Fuzzy ARTMAP. Due to the stability and plasticity characteristics, this architecture enables the introduction of the continuous training module, which allows the knowledge extraction without the need to restart the training process when a new training pattern is included, unlike what happens in most neural networks. Thus, it is possible to use a reduced set of patterns on the training phase and, as the analyses are performed, the extraction of the knowledge is continuous, i.e., a system that seeks to improve over time. The system will introduce the main disorders characterized by voltage disturbances, short-circuit faults and high impedance faults. Therefore, it deals with a methodology that can permanently incorporate new information to become an efficient inference system