Na tentativa de contornar os problemas ainda existentes para a detecção e identificação de erros grosseiros (EGs) no processo de estimação de estado em sistemas elétricos de potência (EESEP), realiza-se, neste trabalho, uma análise da formulação dos estimadores aplicados a sistemas elétricos de potência, em especial, o de mínimos quadrados ponderados, tendo em vista evidenciar as limitações dos mesmos para o tratamento de EGs. Em razão da dificuldade de detectar EGs em medidas pontos de alavancamento, foram também analisadas as metodologias desenvolvidas para identificação de medidas pontos de alavancamento. Através da formulação do processo de EESEP como um problema de álgebra linear, demonstra-se o porquê da impossibilidade de detectar EGs em determinadas medidas redundantes, sendo proposto, na seqüência, um método para identificação de medidas pontos de alavancamento. Para reduzir os efeitos maléficos dessas medidas no processo de EESEP verifica-se a possibilidade de aplicar outras técnicas estatísticas para o processamento de EGs, bem como técnicas para obtenção de uma matriz de ponderação adequada. / To overcome the problems still existent for gross errors (GEs) detection and identification in the process of power system state estimation (PSSE), the formulations of the estimators applied to power systems are analyzed, specially, the formulation of the weighted squares estimator. These analyses were performed to show the limitations of these estimators for GEs processing. As leverage points (LP) represent a problem for GEs processing, methodologies for LP identification were also verified. By means of the linear formulation of the PSSE process, the reason for the impossibility of GEs detection in some redundant measurements is shown and a method for LP identification is proposed. To minimize the bad effects of the LP to the PSSE process, the possibility of applying other statistic techniques for GEs processing, as well as techniques to estimate an weighting matrix are also analyzed.

Na tentativa de contornar os problemas ainda existentes para a detecção e identificação de erros grosseiros (EGs) no processo de estimação de estado em sistemas elétricos de potência (EESEP), realiza-se, neste trabalho, uma análise da formulação dos estimadores aplicados a sistemas elétricos de potência, em especial, o de mínimos quadrados ponderados, tendo em vista evidenciar as limitações dos mesmos para o tratamento de EGs. Em razão da dificuldade de detectar EGs em medidas pontos de alavancamento, foram também analisadas as metodologias desenvolvidas para identificação de medidas pontos de alavancamento. Através da formulação do processo de EESEP como um problema de álgebra linear, demonstra-se o porquê da impossibilidade de detectar EGs em determinadas medidas redundantes, sendo proposto, na seqüência, um método para identificação de medidas pontos de alavancamento. Para reduzir os efeitos maléficos dessas medidas no processo de EESEP verifica-se a possibilidade de aplicar outras técnicas estatísticas para o processamento de EGs, bem como técnicas para obtenção de uma matriz de ponderação adequada. / To overcome the problems still existent for gross errors (GEs) detection and identification in the process of power system state estimation (PSSE), the formulations of the estimators applied to power systems are analyzed, specially, the formulation of the weighted squares estimator. These analyses were performed to show the limitations of these estimators for GEs processing. As leverage points (LP) represent a problem for GEs processing, methodologies for LP identification were also verified. By means of the linear formulation of the PSSE process, the reason for the impossibility of GEs detection in some redundant measurements is shown and a method for LP identification is proposed. To minimize the bad effects of the LP to the PSSE process, the possibility of applying other statistic techniques for GEs processing, as well as techniques to estimate an weighting matrix are also analyzed.

Nas últimas décadas, diversos estimadores de estado foram desenvolvidos e aplicados em sistemas elétricos de potência (SEP), dos quais se destaca o baseado no método da mínima mediana. Isso em razão desse, conhecido como estimador por mínima mediana do resíduo ponderado ao quadrado (do inglês, Weighted Least Median of Squares - WLMS), ser capaz de filtrar erros grosseiros (EGs) existentes em medidas redundantes que atraem a convergência do processo de estimação de estado. Essas medidas são chamadas de ponto de alavancamento. Todavia, o estimador WLMS requer um alto custo computacional, tornando-se inviável para aplicação, em tempo real, em SEP de grande porte. De uma forma geral, os motivos desse custo computacional são devido ao estimador WLMS exigir a realização das seguintes tarefas: (i) sorteio, dentre todas as medidas disponíveis, de diversos conjuntos observáveis de medidas com número de medidas igual ao número de variáveis de estado a serem estimadas; (ii) análise da redundância local das medidas disponíveis para cada um dos conjuntos observáveis sorteados; e (iii) execução de vários fluxos de carga. Neste trabalho, propõe-se o desenvolvimento de um estimador de estado estatisticamente robusto, baseado no método da mínima mediana, porém, viável para aplicação em tempo real em SEP de grande porte. Para isso, foram propostas novas metodologias para realização das tarefas supracitadas. A metodologia proposta para realização das tarefas (i) e (ii) faz uso da estrutura da matriz H\'delta\', pois, através dessa matriz, as análises de observabilidade e de redundância de medidas são realizadas de forma simples e direta. Para realizar a tarefa (ii), desenvolveu-se uma metodologia para cálculo de fluxo de carga, tomando por base um método de varredura direta/inversa. Por fim, para aumentar a eficiência computacional em tempo real do estimador proposto, as tarefas a serem executadas pelo mesmo que não dependem de informações, que se tornam disponíveis em tempo real, são realizadas num processo off-line. Como principais resultados deste trabalho, destacam-se: (i) um estimador de estado robusto; e (ii) uma metodologia eficiente para determinação da mínima redundância local de medidas e para sortear os conjuntos observáveis de medidas. / In the last decades several state estimators were developed and applied to power systems. Among these estimators, the one based on the least median method is of interest to us. This because the weighted least median of squares (WLMS) estimator is capable of filtering gross errors corrupting redundant measurements called leverage points. Leverage points are highly influential measurements that attract the state estimations solution towards them. However, some of the WLMS estimator tasks require excessive computing time, making that estimator impracticable to large-scale power systems in real-time environment. The WLMS estimator tasks requiring excessive computing time are: (i) selection, among all available measurements, of several samples with N non-redundant measurements for which the system is observable, where N is the number of system states to be estimated; (ii) determination of the minimum redundancy of the available measurements set; and (iii) the solution of several load flows (one for each selected samples of N measurements). This work proposes a robust state estimator based on the least median method applicable to large-scale power systems in real-time environment. In order to do this, new methodologies were proposed to perform the tasks mentioned above. The proposed methodology to perform tasks (i) and (ii) is based on the analysis of the H\'delta\' matrix structure (this analysis enables both observability and redundancy analysis in a straightforward manner). To perform task (ii), it was developed a load flow methodology based on a forward/backward sweep power flow method. Finally, in order to increase the computational efficiency of the proposed estimator in real-time environment, the tasks that do not depend on real-time information will be conducted by an off-line process. As the main results of this work we could enumerate: (i) a robust state estimator; and (ii) an efficient methodology to determine both the minimum redundancy of the available measurement set and the observable samples with N non-redundant measurements.

Nas últimas décadas, diversos estimadores de estado foram desenvolvidos e aplicados em sistemas elétricos de potência (SEP), dos quais se destaca o baseado no método da mínima mediana. Isso em razão desse, conhecido como estimador por mínima mediana do resíduo ponderado ao quadrado (do inglês, Weighted Least Median of Squares - WLMS), ser capaz de filtrar erros grosseiros (EGs) existentes em medidas redundantes que atraem a convergência do processo de estimação de estado. Essas medidas são chamadas de ponto de alavancamento. Todavia, o estimador WLMS requer um alto custo computacional, tornando-se inviável para aplicação, em tempo real, em SEP de grande porte. De uma forma geral, os motivos desse custo computacional são devido ao estimador WLMS exigir a realização das seguintes tarefas: (i) sorteio, dentre todas as medidas disponíveis, de diversos conjuntos observáveis de medidas com número de medidas igual ao número de variáveis de estado a serem estimadas; (ii) análise da redundância local das medidas disponíveis para cada um dos conjuntos observáveis sorteados; e (iii) execução de vários fluxos de carga. Neste trabalho, propõe-se o desenvolvimento de um estimador de estado estatisticamente robusto, baseado no método da mínima mediana, porém, viável para aplicação em tempo real em SEP de grande porte. Para isso, foram propostas novas metodologias para realização das tarefas supracitadas. A metodologia proposta para realização das tarefas (i) e (ii) faz uso da estrutura da matriz H\'delta\', pois, através dessa matriz, as análises de observabilidade e de redundância de medidas são realizadas de forma simples e direta. Para realizar a tarefa (ii), desenvolveu-se uma metodologia para cálculo de fluxo de carga, tomando por base um método de varredura direta/inversa. Por fim, para aumentar a eficiência computacional em tempo real do estimador proposto, as tarefas a serem executadas pelo mesmo que não dependem de informações, que se tornam disponíveis em tempo real, são realizadas num processo off-line. Como principais resultados deste trabalho, destacam-se: (i) um estimador de estado robusto; e (ii) uma metodologia eficiente para determinação da mínima redundância local de medidas e para sortear os conjuntos observáveis de medidas. / In the last decades several state estimators were developed and applied to power systems. Among these estimators, the one based on the least median method is of interest to us. This because the weighted least median of squares (WLMS) estimator is capable of filtering gross errors corrupting redundant measurements called leverage points. Leverage points are highly influential measurements that attract the state estimations solution towards them. However, some of the WLMS estimator tasks require excessive computing time, making that estimator impracticable to large-scale power systems in real-time environment. The WLMS estimator tasks requiring excessive computing time are: (i) selection, among all available measurements, of several samples with N non-redundant measurements for which the system is observable, where N is the number of system states to be estimated; (ii) determination of the minimum redundancy of the available measurements set; and (iii) the solution of several load flows (one for each selected samples of N measurements). This work proposes a robust state estimator based on the least median method applicable to large-scale power systems in real-time environment. In order to do this, new methodologies were proposed to perform the tasks mentioned above. The proposed methodology to perform tasks (i) and (ii) is based on the analysis of the H\'delta\' matrix structure (this analysis enables both observability and redundancy analysis in a straightforward manner). To perform task (ii), it was developed a load flow methodology based on a forward/backward sweep power flow method. Finally, in order to increase the computational efficiency of the proposed estimator in real-time environment, the tasks that do not depend on real-time information will be conducted by an off-line process. As the main results of this work we could enumerate: (i) a robust state estimator; and (ii) an efficient methodology to determine both the minimum redundancy of the available measurement set and the observable samples with N non-redundant measurements.

A proposta deste trabalho é estudar as teorias de análise de qualidade de rede GPS, baseando-se nas teorias de confiabilidade de rede propostas por Baarda, em 1968. As hipóteses estatísticas para detecção de "outliers" constituem a base desse estudo, pois são fundamentais para elaboração dos testes de detecção de "outliers", localização e eliminação de erros grosseiros e, também, para a análise da confiabilidade da rede. A confiabilidade, que traduz a controlabilidade da rede e depende do número de redundância, é estudada em dois aspectos: confiabilidade interna e confiabilidade externa. A rede de referência cadastral do município de Vitória – ES, escolhida para o estudo de caso foi estabelecida por GPS, em 2001, tendo como concepção básica a implantação de 37 pares de vértices intervisíveis, privilegiando locais públicos e de livre acesso. Essa rede foi ajustada em 2001 pela Prefeitura Municipal de Vitória, e as coordenadas ajustadas dos vértices são usadas, deste então, para apoiar todos os levantamentos topográficos e cadastrais realizados no município. O ajustamento dessa rede, em 2001, constituiu-se de um ajustamento simples em que os testes estatísticos de detecção de "outliers", a localização e eliminação dos erros grosseiros não foram levados em conta. A parte prática desta pesquisa compreendeu a medição de 21 novos vetores (linhas bases) para formar uma rede de controle, conforme estabelece a NBR-14166, o ajustamento dessa rede de controle (15 vértices) e o ajustamento da rede principal (78 vértices), tendo por injunção a rede de controle previamente ajustada. A principal diferença ente o ajustamento de 2001, feito pela Prefeitura Municipal de Vitória, e ajustamento de 2004, feito para esta pesquisa, foi a consideração no novo ajustamento dos testes estatísticos baseados nas teorias de confiabilidade propostas por Baarda. A comparação entre os resultados dos dois ajustamentos da rede cadastral de Vitória não apontou diferenças significativas entre as coordenadas ajustadas / The proposal of this work is to study the theories of analysis of network quality GPS, basing on the theories of reliability network proposed by Baarda, in 1968. The statistical hypotheses for outlier's detection constitute the base of this study, because they are fundamental for elaboration of the tests of outlier's detection tests, location and elimination of observations with gross errors as well as for the analysis of the realiability of the network. The reliability, that translates the controllability of the network and it depends of the redundancy number, it was studied in two aspects: internal reliability and external reliability. The network of cadastral reference of the municipal district of Vitória (ES), chosen for the case study it established by GPS, in 2001. The basic conception of this network was the implantation of 37 pair of vertexes inter-visible, privileging public places (of free access), as sidewalks and central stonemasons. This network adjusted in 2001 by the Municipal City Hall of Vitória, and the adjusted coordinates of the vertexes used, of this then, to support all topographical and cadastral survey accomplished in the municipal district. The adjustment of this network, in 2001, constituted of a simple adjustment in that did not take into account the statistical tests of outlier's detection and location and elimination of observations with gross errors. The practical part of this research was constituted of the measurement of 21 new vectors (line bases) to form a control network, as it establishes NBR-14166, the adjustment of that control network (15 vertexes) and the adjustment of the main network (78 vertexes), tends previously for injunction the control network adjusted. To principal it differentiates being the adjustment of 2001, done by the Municipal City Hall of Vitória, and adjustment of 2004, done for this research; it was the consideration in the new adjustment of the based statistical tests, mainly, in the reliability theories proposed by Baarda. The results of the adjustment of 2001 and of 2004 compared, and it verified that, in the case of the cadastral network of Vitória, there was not significant difference among results found in the two adjustments

Submitted by VICTOR BLASECHI null (victorblasechi@yahoo.com.br) on 2016-05-11T16:11:17Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_VICTOR_BLASECHIFINAL_R04.pdf: 1882001 bytes, checksum: 8df7fc0d3db2ba1fe05127d304bbee53 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica e folha de aprovação. Lembramos que a versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-05-13T14:58:00Z (GMT) / Submitted by VICTOR BLASECHI null (victorblasechi@yahoo.com.br) on 2016-05-17T01:32:50Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_VICTOR_BLASECHIFINAL_R05.pdf: 1986271 bytes, checksum: b7f47f40ba442b7c083b6159620ea982 (MD5) / Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2016-05-17T15:00:18Z (GMT) / Submitted by VICTOR BLASECHI null (victorblasechi@yahoo.com.br) on 2016-05-17T15:49:29Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_VICTOR_BLASECHIFINAL_R05.pdf: 1986271 bytes, checksum: b7f47f40ba442b7c083b6159620ea982 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-05-19T17:10:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 blasechi_v_me_prud.pdf: 1986271 bytes, checksum: b7f47f40ba442b7c083b6159620ea982 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T17:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 blasechi_v_me_prud.pdf: 1986271 bytes, checksum: b7f47f40ba442b7c083b6159620ea982 (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os sistemas de mapeamento móvel (SMM) podem ser definidos como um conjunto de sensores instalados sobre uma mesma plataforma com o intuito de obter informação espacial. Estes sensores têm função de imageamento ou orientação. A orientação integrada utilizando a fototriangulação pode ser empregada tanto na extração de informações espaciais quanto para a orientação do SMM. No mapeamento móvel terrestre, o caminhamento fotogramétrico (CF), é um modo especial de levantamento utilizando pares estereoscópicos para determinar as orientações e coordenadas tridimensionais de pontos do terreno. No CF, um mesmo ponto pode ser visto por um par de imagens ou por quantas for possível. Esta característica, entretanto, não garante que erros grosseiros sejam detectados em todas as direções. A introdução de uma terceira câmara que não forme uma geometria coplanar (sobre o plano epipolar) permite uma melhoria na qualidade da determinação da rede fotogramétrica, formada pelos pontos do espaço-objeto e as estações de exposição. Os principais objetivos deste trabalho são mostrar a contribuição da terceira câmara para a qualidade da fototriangulação, encontrar uma situação ótima de trabalho para este arranjo e mostrar que a orientação obtida no processamento sequencial da fototriangulação pode ser utilizada como um sensor de dead-reckoning. Isto é feito através de 9 experimentos, em que são analisadas as características de processamento, geometria e controlabilidade de erros grosseiros. Em todos os experimentos, a determinação da orientação exterior é precisa. Os erros nos pontos de enlace são bem maiores e se propagam na direção do caminhamento. A comparação entre processamento em lote com o sequencial mostra que o processamento em lote pode ser menos oneroso do que o sequencial quando se tem poucas observações, mesmo tendo mais iterações. A controlabilidade é maior no processamento em lote, sendo que a determinação das coordenadas tridimensionais dos pontos de enlace é mais acurada. Maiores janelas de processamento resultam em maior qualidade na orientação, mas não afetam os pontos de enlace. A quantidade de avanços de base não afeta a qualidade. O aumento da distância focal resulta em melhora na estimativa da trajetória no sentido do caminhamento, mas reduz o ângulo de abertura, diminuindo o campo de visão. Uma maior distância focal melhora a determinação das coordenadas tridimensionais dos pontos de enlace proporcionalmente ao aumento da distância focal. Aumentando-se o espaçamento entre as câmaras do arranjo, aumenta-se a qualidade do posicionamento das câmaras no sentido do levantamento, bem como a acurácia das coordenadas dos pontos de enlace, mas torna-se mais difícil a correspondência intra-imagens de feições próximas às câmaras. O distanciamento entre estações de exposição subsequentes não afeta a qualidade da fototriangulação, mas pode dificultar a correspondência de imagens. Na comparação com o arranjo formado por um par estereoscópico, o arranjo triangular permitiu a detecção-localização-tratamento do erro introduzido, enquanto que o par estereoscópico perde convergência já nas primeiras janelas de processamento. Um percurso sinuoso tende a reduzir a acurácia, mas mesmo assim, o programa mostrou conseguir processar toda a sequência. / The Mobile Mapping Systems (MMS) can be defined as a set of sensors embedded on a common platform in order to get spatial information. These sensors are used for imaging or orientation. The integrated orientation using phototriangulation can be employed on both spatial information extracting and MMS orientation. On terrestrial mobile mapping, the photogrammetric bridge (PB) is a special mode of surveying that uses stereopairs to determine the orientation and tridimensional points on terrain. On PB, a point can be viewed by one pair of images or as many as possible images. This characteristic, however, do not ensure that blunders can be detected for all directions. Introducing a third camera having a non-coplanar geometry (based on the epipolar plane) allows a quality improvement of the photogrammetric network determination, formed by the object-space points and exposure stations. The main objectives of this work are showing the third camera contribution for the phototriangulation quality, find an optimal working situation for this set and show that the orientation obtained on the sequential phototriangulation processing can be used as a dead-reckoning sensor. This is done through nine experiments by witch are analyzed processing characteristics, geometry and controllability of blunders. On all experiments, the exterior orientation determination is precise. The tiepoints errors are larger and propagates on the moving direction of the platform. The comparison between batch and sequential processing shows that the batch can be less onerous than sequential when it has few observations, even though it costs more iterations. The controllability is better on the batch processing and the tiepoints tridimensional coordinates determination is more accurate. Bigger processing windows results in more quality on the orientation, but do not affect the tiepoints determination. The dimension of base lift does not affects the quality. A rise of the focal length results on improvement of the trajectory estimation in the movement direction, but reduces the aperture angle, decreasing the field of view. A bigger focal length improves the tiepoints tridimensional coordinates determination proportionally to the rising of focal length. When rising the distance between cameras of the arrange, the positioning quality of the cameras rises in the movement direction as well the tiepoints accuracy, but it turns intra-images matching more difficult for close features. The distance between subsequent exposure stations does not affects the phototriangulations quality, but image matching tends to be more difficult. Comparing with arrange formed by a stereopair, the triangular arrange allowed a detecting-localizationtreatment of an intentionally introduced blunder, while the stereopair lost convergence on the early processing windows. A sinuous trajectory tends to reduce the accuracy, but even so, the program had success on processing the whole sequence.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2016-08-12T12:25:16Z No. of bitstreams: 1 tamiresgomesmoreira.pdf: 4532594 bytes, checksum: 64d45fbe56c5ece94a7586a1d27d46df (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-08-15T13:22:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tamiresgomesmoreira.pdf: 4532594 bytes, checksum: 64d45fbe56c5ece94a7586a1d27d46df (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T13:22:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tamiresgomesmoreira.pdf: 4532594 bytes, checksum: 64d45fbe56c5ece94a7586a1d27d46df (MD5) Previous issue date: 2016-03-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação apresenta uma nova metodologia para detecção e identificação de erros grosseiros no processo de estimação de estados para sistemas de distribuição de energia elétrica com topologia radial, usando Unidades de Medição Fasorial, conhecidas como PMUs (Phasor Measurement Units). O algoritmo de estimação de estados considera todas as correntes passantes nas linhas do sistema, expressas em coordenadas retangulares, como estadosaseremestimados. Osvaloresmedidosserãofasoresdetensãoecorrenteaquisitados pelas PMUs. A fim de restaurar a observabilidade do sistema com poucas unidades de medição serão considerados dados históricos de potência ativa/reativa demandada para as barras não monitoradas por PMUs, disponibilizados pelas concessionárias de energia elétrica. Esses valores serão considerados como restrições de desigualdade variando entre limites mínimos e máximos em um problema de otimização não linear cujo objetivo é minimizar a soma dos quadrados dos resíduos, sendo esses a diferença entre o valor da grandeza medida pela PMU e o seu correspondente valor estimado, ponderado por suas respectivas covariâncias. Baseado nos valores de corrente estimados, outras grandezas elétricas podem ser calculadas utilizando leis de Kirchhoff. Considerando a topologia radial dos alimentadores de distribuição, a proposta para o processamento de erros grosseiros consiste na divisão da rede elétrica com topologia radial em vários subsistemas, visando reduzir o esforço computacional associado ao processo de estimaçãodeestados. Ametodologiaapresentadaserádivididaeabordadaemduasetapas. A primeira se refere à detecção de erros grosseiros, sendo avaliada pelo valor da FOB para cada subsistema, onde valores acima de um determinado valor limítrofe preestabelecido para cada uma das FOBs indicam a presença de medidas com erros grosseiros. Já a segunda, baseia-se na identificação da PMU responsável por aquisitar medições com erros grosseiros e pauta-se na abordagem por barras fictícias, barras estas em que a potência demandada é nula. Os resultados obtidos são validados através do uso de sistemas testes encontrados na literatura. O problema de otimização é solucionado pelo Método de Pontos Interiores com Barreira de Segurança (Safety Barrier Interior Point Method). / This dissertation presents a novel methodology for bad data detection and identification in the State Estimation process for electrical power distribution systems with radial topology, using Phasor Measurement Units (PMUs). The state estimation algorithm considers all branch currents of the system, expresssed in rectangular coordinates, as states to be estimated. The measured values will be phasors acquisited by the PMUs. In order to make the system fully observable with few measurement units, it will be considered historical data of active/reactive power demand for the non-monitored buses, provided by the electrical utilities. These values will be considered as inequality constraints varying between minimum and maximum limits in a non-linear optimization problem which aims to minimize the sum of the squared of the residuals considering the residual being the difference between the measured values by the PMUs and their corresponding estimated values, weighted by its corresponding covariances. Based on the estimated branch currents values, other electrical quantities can be calculated by Kirchhoff’s laws. Consideringtheradialtopology,theproposedapproachforthebaddataprocessingconsists on the electrical network partitioning into various subsystems, which aims to reduce the computational effort associated to the states estimation process. The methodology presented in this work for bad data processing will be divided and implemented into two steps. The first part refers to the bad data detection and it is evaluated by the objective function value for each subsystem, in which high values indicate the presence of bad data. The second part relies on the identification of the PMU which is responsible for acquisitioningbaddataanditisaddressedintwodifferentways. Thefirstoneisaddressed for a single subsystem (single feeder) and is based on the creation of fictitious buses, which will be buses with null power demand. The obtained results are validated by using test systems found in the literature. The optimization problem is solved by the Safety Barrier Interior Point Method.

A partir de uma análise geométrica, do estimador de estado por mínimos quadrados ponderados, propõe-se, neste trabalho, um índice para classificação das medidas de acordo com as suas características de não refletirem grande parcela de seus erros nos resíduos do processo de estimação de estado, por mínimos quadrados ponderados. O índice proposto foi denominado Índice de Não-Detecção de Erros, ou apenas UI (Undetectability Index). As medidas com maiores UI são aquelas cujos erros grosseiros (EGs) são mais difíceis de serem detectados através de métodos que fazem uso da análise dos resíduos. Isto porque os erros dessas medidas são, de certa forma, \"mascarados\", isto é, não são refletidos nos resíduos das mesmas. Nesse sentido, a medida crítica é o caso limite de medidas cujos erros são mascarados, isto é, possui UI infinito e seu resíduo é igual a zero, independente de a mesma ter ou não EG. Para obtenção dos índices UI das medidas, desenvolveu-se um algoritmo simples e de fácil implementação. Tomando por base o índice UI, propõe-se, também, uma metodologia para processamento de EGs e dois algoritmos para projeto ou fortalecimento de sistemas de medição. Esses algoritmos possibilitam a obtenção de sistemas de medição confiáveis (observáveis e isentos de medidas críticas e de conjuntos críticas de medidas), de baixo custo e formados por medidas com índices UI menores que um valor pré-estabelecido. Para validar o índice UI e as suas aplicações propostas neste trabalho, realizaram-se diversas simulações computacionais nos sistemas de 14 e 30 barras do IEEE, tendo sido satisfatórios todos os resultados obtidos. / The present thesis proposes an index, called Undetectability Index (UI), to classify the measurements according to their characteristics of not reflecting their errors into the residuals of the weighted least squares state estimation process from a geometric analysis of this estimator. Gross errors in measurements with higher UIs are very difficult to be detected by methods based on the residual analysis, as the errors in those measurements are \"masked\", i.e., they are not reflected in the residuals. In this sense, critical measurements are the limit case of measurements that mask errors, that is, they have infinite UI and their residuals are always zero independently of their having or not gross errors. Based on the UI a methodology for gross error processing and two algorithms for metering system planning are also proposed in this thesis. These algorithms enable the obtaining of reliable measurement systems (observable and free from critical measurements and critical sets of measurements) with low investment and containing only measurements with UIs lower than a pre-established value. Several simulation results (with IEEE 14-bus and 30-bus systems) have validated the UI and its application.

A partir de uma análise geométrica, do estimador de estado por mínimos quadrados ponderados, propõe-se, neste trabalho, um índice para classificação das medidas de acordo com as suas características de não refletirem grande parcela de seus erros nos resíduos do processo de estimação de estado, por mínimos quadrados ponderados. O índice proposto foi denominado Índice de Não-Detecção de Erros, ou apenas UI (Undetectability Index). As medidas com maiores UI são aquelas cujos erros grosseiros (EGs) são mais difíceis de serem detectados através de métodos que fazem uso da análise dos resíduos. Isto porque os erros dessas medidas são, de certa forma, \"mascarados\", isto é, não são refletidos nos resíduos das mesmas. Nesse sentido, a medida crítica é o caso limite de medidas cujos erros são mascarados, isto é, possui UI infinito e seu resíduo é igual a zero, independente de a mesma ter ou não EG. Para obtenção dos índices UI das medidas, desenvolveu-se um algoritmo simples e de fácil implementação. Tomando por base o índice UI, propõe-se, também, uma metodologia para processamento de EGs e dois algoritmos para projeto ou fortalecimento de sistemas de medição. Esses algoritmos possibilitam a obtenção de sistemas de medição confiáveis (observáveis e isentos de medidas críticas e de conjuntos críticas de medidas), de baixo custo e formados por medidas com índices UI menores que um valor pré-estabelecido. Para validar o índice UI e as suas aplicações propostas neste trabalho, realizaram-se diversas simulações computacionais nos sistemas de 14 e 30 barras do IEEE, tendo sido satisfatórios todos os resultados obtidos. / The present thesis proposes an index, called Undetectability Index (UI), to classify the measurements according to their characteristics of not reflecting their errors into the residuals of the weighted least squares state estimation process from a geometric analysis of this estimator. Gross errors in measurements with higher UIs are very difficult to be detected by methods based on the residual analysis, as the errors in those measurements are \"masked\", i.e., they are not reflected in the residuals. In this sense, critical measurements are the limit case of measurements that mask errors, that is, they have infinite UI and their residuals are always zero independently of their having or not gross errors. Based on the UI a methodology for gross error processing and two algorithms for metering system planning are also proposed in this thesis. These algorithms enable the obtaining of reliable measurement systems (observable and free from critical measurements and critical sets of measurements) with low investment and containing only measurements with UIs lower than a pre-established value. Several simulation results (with IEEE 14-bus and 30-bus systems) have validated the UI and its application.

A proposta deste trabalho é estudar as teorias de análise de qualidade de rede GPS, baseando-se nas teorias de confiabilidade de rede propostas por Baarda, em 1968. As hipóteses estatísticas para detecção de "outliers" constituem a base desse estudo, pois são fundamentais para elaboração dos testes de detecção de "outliers", localização e eliminação de erros grosseiros e, também, para a análise da confiabilidade da rede. A confiabilidade, que traduz a controlabilidade da rede e depende do número de redundância, é estudada em dois aspectos: confiabilidade interna e confiabilidade externa. A rede de referência cadastral do município de Vitória – ES, escolhida para o estudo de caso foi estabelecida por GPS, em 2001, tendo como concepção básica a implantação de 37 pares de vértices intervisíveis, privilegiando locais públicos e de livre acesso. Essa rede foi ajustada em 2001 pela Prefeitura Municipal de Vitória, e as coordenadas ajustadas dos vértices são usadas, deste então, para apoiar todos os levantamentos topográficos e cadastrais realizados no município. O ajustamento dessa rede, em 2001, constituiu-se de um ajustamento simples em que os testes estatísticos de detecção de "outliers", a localização e eliminação dos erros grosseiros não foram levados em conta. A parte prática desta pesquisa compreendeu a medição de 21 novos vetores (linhas bases) para formar uma rede de controle, conforme estabelece a NBR-14166, o ajustamento dessa rede de controle (15 vértices) e o ajustamento da rede principal (78 vértices), tendo por injunção a rede de controle previamente ajustada. A principal diferença ente o ajustamento de 2001, feito pela Prefeitura Municipal de Vitória, e ajustamento de 2004, feito para esta pesquisa, foi a consideração no novo ajustamento dos testes estatísticos baseados nas teorias de confiabilidade propostas por Baarda. A comparação entre os resultados dos dois ajustamentos da rede cadastral de Vitória não apontou diferenças significativas entre as coordenadas ajustadas / The proposal of this work is to study the theories of analysis of network quality GPS, basing on the theories of reliability network proposed by Baarda, in 1968. The statistical hypotheses for outlier's detection constitute the base of this study, because they are fundamental for elaboration of the tests of outlier's detection tests, location and elimination of observations with gross errors as well as for the analysis of the realiability of the network. The reliability, that translates the controllability of the network and it depends of the redundancy number, it was studied in two aspects: internal reliability and external reliability. The network of cadastral reference of the municipal district of Vitória (ES), chosen for the case study it established by GPS, in 2001. The basic conception of this network was the implantation of 37 pair of vertexes inter-visible, privileging public places (of free access), as sidewalks and central stonemasons. This network adjusted in 2001 by the Municipal City Hall of Vitória, and the adjusted coordinates of the vertexes used, of this then, to support all topographical and cadastral survey accomplished in the municipal district. The adjustment of this network, in 2001, constituted of a simple adjustment in that did not take into account the statistical tests of outlier's detection and location and elimination of observations with gross errors. The practical part of this research was constituted of the measurement of 21 new vectors (line bases) to form a control network, as it establishes NBR-14166, the adjustment of that control network (15 vertexes) and the adjustment of the main network (78 vertexes), tends previously for injunction the control network adjusted. To principal it differentiates being the adjustment of 2001, done by the Municipal City Hall of Vitória, and adjustment of 2004, done for this research; it was the consideration in the new adjustment of the based statistical tests, mainly, in the reliability theories proposed by Baarda. The results of the adjustment of 2001 and of 2004 compared, and it verified that, in the case of the cadastral network of Vitória, there was not significant difference among results found in the two adjustments