Neste trabalho propõe-se uma metodologia off-line, prática e eficiente, para detectar, identificar e corrigir erros em parâmetros série e shunt de linhas de transmissão. As linhas de transmissão, ou ramos do modelo barra-ramo, suspeitas de estarem com EPs são identificadas através do Índice de Suspeita (IS). O IS de um ramo é a relação entre o número de medidas incidentes a esse ramo, cujos resíduos normalizados são maiores que um valor pré-estabelecido, e o número total de medidas incidentes a esse ramo. Usando várias amostras de medidas, os parâmetros dos ramos suspeitos são estimados, de forma seqüencial, via um estimador de estado e parâmetros baseado nas equações normais, que aumenta o vetor de variáveis de estado para inclusão dos parâmetros suspeitos. Resultados numéricos de diversas simulações, com os sistemas de 14, 30 e 57 barras do IEEE, têm demonstrado a alta precisão e confiabilidade da metodologia proposta, mesmo na ocorrência de erros múltiplos (em mais de um parâmetro) em ramos adjacentes, como também em linhas de transmissão paralelas com compensação série. Comprovou-se a viabilidade prática da metodologia proposta através da aplicação da mesma, para depuração (detecção, identificação e correção) dos valores dos parâmetros de dois subsistemas da Hydro-Québec Trans-Énergie. / A practical and efficient off-line approach to detect, identify and correct series and shunt branch parameter errors is proposed in this thesis. The branches suspected of having parameter errors are identified by means of the Suspicious Index (SI). The SI of a branch is the ratio between the number of measurements incident to that branch, whose normalized residuals are larger than one specified threshold value, and the total number of measurements incident to that branch. Using several measurement snapshots, the suspicious parameters are sequentially estimated, via an augmented state and parameter estimator which increases the V-\'teta\' state vector for the inclusion of suspicious parameters. Several simulation results (with IEEE 14, 30 and 57 bus systems) have demonstrated the high accuracy and reliability of the proposed approach to de al with single and multiple parameter errors in adjacent and non-adjacent branches, as well as in parallel transmission lines with series compensation. The proposed approach is confirmed by tests performed in two subsystems of the Hydro-Québec Trans-Énergie.

Os sistemas elétricos de distribuição estão evoluindo rapidamente devido à penetração de geração distribuída e ao crescimento na utilização de avançadas estruturas de medição e sistemas de gerenciamento de distribuição de energia elétrica. Esta evolução traz consigo novos desafios devido à intermitência da geração, a qual pode gerar impactos indesejáveis nos sistemas de distribuição, como a interação de diferentes harmônicos. As Unidades de Medição Fasorial (PMUs) tem potencial para desempenhar um importante papel no monitoramento de sistemas elétricos de distribuição por meio dos fasores com medidas temporalmente sincronizadas de tensão e corrente em vários locais do sistema, oferecendo assim inúmeras possibilidades para estimar o estado de uma rede de distribuição. Porém, para serem utilizadas amplamente em redes de distribuição, é necessário que as PMUs apresentem um menor custo e possuam algumas características funcionais exclusivas para o uso nestas redes. Assim, o objetivo desta tese consiste no desenvolvimento de uma unidade de medição fasorial de baixo custo com características originais para o uso no nível de distribuição de energia elétrica, tais como medição fasorial nas redes de média e baixa tensão utilizando a modelagem dos transformadores e a identificação e estimação dos parâmetros da causa de ocorrência de distúrbios elétricos. Para isso, foram construídos dois protótipos da unidade de medição fasorial proposta neste trabalho, visando verificar a sincronização na medição de fasores de tensão e corrente. Os protótipos também foram acoplados à rede com diferentes combinações de impedância e alimentaram variadas cargas, onde foi possível através das técnicas implementadas nos equipamentos identificar e estimar os parâmetros elétricos da origem (rede ou carga) da ocorrência de variações na tensão e potência fornecidas pela rede distribuição. / Power distribution systems are evolving at a high pace largely due to the proliferation of distributed energy resources and the growing utilization of advanced metering infrastructures and distribution management system. This evolution is also leading to new challenges due large penetration of intermittent distributed generation, which can lead to noticeable impacts on distribution feeders. Phasor Measurement Units (PMUs) have the potential to play an essential role in power distribution system monitoring. For providing synchronized measurements of voltage and current phasors at various system locations, PMUs offer numerous possibilities for ascertaining information relating to the state of the power distribution system. However, to be used widely in power distribution systems, its necessary that PMUs get a low cost and have some exclusive features for these systems. Thus, the main objective of this thesis have consisted of developing a low cost Phasor Measurement Unit with original features proposed for distribution level, such as compatibility with low and medium voltage power networks using transformer modeling and also the identification and parameter estimation of the cause of electrical disturbances. So, they were built two prototypes of the Phasor Measurement Unit, in order to verify the synchronization in the measurement of voltage and current phasors. The prototypes were also coupled to the network with different combinations of impedance and they fed varying loads, where it was possible through the techniques implemented in the equipment identify and estimate electrical parameters of the cause (network or load) of variations in voltage and power supplied by the network distribution.

The simplified models of synchronous generators, widely used in stability studies of large electric power systems, are not completely suitable for the stability analysis and the design of controllers of distributed synchronous generators, generally connected to typically unbalanced branches. To more accurately analyze the systems with distributed generation, it is necessary to utilize synchronous generator models that consider frequency variation in their electrical equations. Furthermore, this model must represent possible unbalanced three-phase voltages at the generator terminals as well. Nonetheless, to provide reliable responses, the parameters of this more detailed model should be known. Thus, this work assesses the influence of the parameters on the responses of a detailed synchronous generator model, suitable to depict unbalanced operating conditions, and proposes an approach for the estimation of its most important parameters. In the proposed structure, we first employ Trajectory Sensitivity Functions to evaluate the dependency of the responses of this model with respect to its parameters and, from that, we rank them according to their importance. Subsequently, we apply an estimation process that utilizes the Unscented Kalman Filter with the aid of a genetic algorithm to estimate the main parameters of this synchronous generator model under unbalanced operating conditions. To obtain the results and, therefore, assess the proposed estimation approach, we make use of a system which comprises a synchronous generator connected to a three-phase unbalanced load. In addition to the unbalanced operation of the test system, we also consider noises due to the constant load switching, typical of distribution systems. The estimations performed for three operating conditions of the generator were very satisfactory, which demonstrates the efficiency of the proposed approach to obtain adequate models for the description of synchronous generator operation under unbalanced operating conditions. / Os modelos simplificados de geradores síncronos, amplamente utilizados em estudos de estabilidade de grandes sistemas elétricos de potência, não são completamente adequados para a análise de estabilidade e projetos de controladores dos geradores síncronos distribuídos, geralmente conectados a sistemas tipicamente desequilibrados. Para que os sistemas com geração distribuída possam ser analisados mais fidedignamente, é necessária a utilização de um modelo de gerador síncrono que considere a variação de frequência em suas equações elétricas. Além disso, esse modelo também deve ser capaz de representar possíveis tensões trifásicas desequilibradas nos terminais do gerador. Entretanto, para que esse modelo mais detalhado possa fornecer respostas coerentes com a realidade, deve-se conhecer seus parâmetros. Dessa forma, este trabalho avalia a influência dos parâmetros nas respostas de um modelo de gerador síncrono mais detalhado, adequado para representar operações desbalanceadas, e propõe uma abordagem para a estimação de seus parâmetros mais importantes. Nessa estrutura, inicialmente empregam-se as Funções de Sensibilidade de Trajetória para avaliar a dependência das respostas desse modelo em relação aos seus parâmetros e, a partir disso, ordená-los conforme sua importância. Em seguida, aplica-se um processo de estimação que utiliza o Filtro de Kalman Unscented com o auxílio de um algoritmo genético para estimar os principais parâmetros desse modelo de gerador síncrono em condições de desbalanço. Para a obtenção dos resultados e consequente avaliação da abordagem de estimação proposta, utiliza-se um sistema composto por um gerador síncrono conectado a uma carga trifásica desbalanceada. Além da operação desbalanceada desse sistema teste, também são considerados ruídos devidos ao constante chaveamento de cargas, típicos de sistemas de distribuição. As estimações realizadas para três condições de operação do gerador foram bem satisfatórias, indicando a eficiência da abordagem proposta na obtenção de modelos adequados para descrever a operação de geradores síncronos em condições de desbalanço.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Esta tese tem por objetivo propor uma estratégia de obtenção automática de parâmetros hidrodinâmicos e de transporte através da solução de problemas inversos. A obtenção dos parâmetros de um modelo físico representa um dos principais problemas em sua calibração, e isso se deve em grande parte à dificuldade na medição em campo desses parâmetros. Em particular na modelagem de rios e estuários, a altura da rugosidade e o coeficiente de difusão turbulenta representam dois dos parâmetros com maior dificuldade de medição. Nesta tese é apresentada uma técnica automatizada de estimação desses parâmetros através deum problema inverso aplicado a um modelo do estuário do rio Macaé, localizado no norte do Rio de Janeiro. Para este estudo foi utilizada a plataforma MOHID, desenvolvida na Universidade Técnica de Lisboa, e que tem tido ampla aplicação na simulação de corpos hídricos. Foi realizada uma análise de sensibilidade das respostas do modelo com relação aos parâmetros de interesse. Verificou-se que a salinidade é uma variável sensível a ambos parâmetros. O problema inverso foi então resolvido utilizando vários métodos de otimização através do acoplamento da plataforma MOHID a códigos de otimização implementados em Fortran. O acoplamento foi realizado de forma a não alterar o código fonte do MOHID, possibilitando a utilização da ferramenta computacional aqui desenvolvida em qualquer versão dessa plataforma, bem como a sua alteração para o uso com outros simuladores. Os testes realizados confirmam a eficiência da técnica e apontam as melhores abordagens para uma rápida e precisa estimação dos parâmetros. / This thesis presents a strategy for automatically obtaining hydrodynamic and transport parameters by means of the solution of inverse problems. Obtaining the parameters of a physical model represents a major problem in its calibration, and this is largely due to the difficulty associated to the field measurements of these parameters. In particular by modeling rivers and estuaries, the roughness height and the turbulent diffusion coefficient represent two of the most difficult parameters to measure or estimate. Here, an automated technique for estimation of these parameters through an inverse problem is applied to a model of the Macaé estuary, located in northern Rio de Janeiro. For this investigation, hydrodynamic and transport models were built in the MOHID platform, developed in the Technical University of Lisbon, which has had wide application in simulation of water bodies. A sensitivity analysis was performed regarding the model responses with respect to the parameters of interest. It was verified that salinity is a sensitive variable for both parameters. The inverse problem was then solved using various optimization methods by coupling the MOHID platform to optimization codes implemented in Fortran. The coupling was carried in a way to not change the MOHID source code, allowing the use of the computational tool here developed in any version of this platform, as well as its modification for use with other simulators. The tests confirm the efficiency of the technique and suggest the best approaches for a fast and accurate estimation of the parameters.

Orientador: Sérgio Kurokawa / Resumo: Nos sistemas de potência, o conhecimento dos parâmetros das linhas de transmissão possibilita o ajuste preciso dos sistemas de proteção, facilita a aplicação de ferramentas e técnicas de análise do sistema elétrico, permite a correta localização de faltas, assim como o monitoramento de indicadores comuns de faltas, como a temperatura e a catenária do condutor. As metodologias de estimação de parâmetros de linha de transmissão baseadas na teoria da decomposição modal são restritas a configurações de torre específicas, nas quais a matriz de transformação da linha de transmissão é conhecida. Neste trabalho apresenta-se um método para a estimação de parâmetros de linhas de transmissão genéricas em regime permanente, utilizando os fatores de correntes e tensões nos terminais da linha. Estabelece-se um sistema de equações não linear indeterminado, a partir das relações fase-modo das correntes e tensões nos terminais da linha e as matrizes de impedância e admitância da linha. Para uma linha trifásica genérica as relações fase-modo são escritas em função dos elementos da matriz transformação, os quais são desconhecidos e uma parte das incógnitas do sistema de equações. O sistema de equações é complementado com equações adicionais para ser resolvido mediante o algoritmo de Newton-Raphson e estimar os parâmetros de linha de transmissão. Foram estimados os parâmetros para uma linha de transmissão trifásica com diferente configuração de torre operando com diferentes cargas para vários co... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Accuracy in transmission lines parameters is essential in power systems since it allows precise adjustment of the protection systems, the application of tools and techniques for analysis of the electrical system, the correct identification of fault location, as well as the monitoring of fault indicators such as the temperature and the catenary of the conductor. Transmission line parameter estimation methodologies based on modal decomposition theory are restricted to specific tower configurations in which the transformation matrix of the transmission line is known. This work presents a method to estimate parameters of generic transmission lines in the steady state, using the voltage and currents phasor at the terminals of the line. A system of consistent non-linear equations is established from the phase-mode relations of these voltage and current phasors and the impedance and admittance matrices of the line. The phase-mode relations are written as a function of the elements within the transformation matrix, which are unknown and part of the variables to be estimated. The system of equations is solved using the Newton-Raphson algorithm to estimate both the transmission line parameters and the transformation matrix. The parameters were estimated for three-phase transmission lines for a particular tower configuration operating under different loads and lengths. The relative error of the estimated parameters evaluates the method’s accuracy and the influence of the line’s lumped r... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Prof. Dr. Luiz A. Luz de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2016. / Modulos termoeletricos (TEM-Thermoelectric Modules) sao utilizados na geraçao de energia eletrica e na construcao de camaras termicas para caracterizacao de materiais como ligas de memoria de forma (SMA-Smart Memory Allow), dentre outros. Para ter uma correta representacao do TEM e necessaria a criaçao de um modelo matematico que consiga representar o seu funcionamento, tanto em corrente cont'ýnua como em demais frequ¿encias relevantes. No presente trabalho 'e proposto um modelo para a representa¸c¿ao de uma c¿amera t'ermica constru'ýda a partir de dois TEM, considerando-se as n¿ao-linearidades destes. M'etodos cl'assicos de estima¸c¿ao para modelos lineares nos par¿ametros n¿ao se aplicam para o modelo proposto. Para obten¸c¿ao dos valores dos par¿ametros do TEM, este 'e excitado com um sinal aleat'orio de multi-n'ývel (PRBS-Pseudo Random Binary Sequence) e a resposta 'e utilizada para o m'etodo n¿ao determin'ýstico do algoritmo de otimiza¸c¿ao, baseada no enxame de part'ýculas (PSO-Particle Swarm Optimization) fazer a estima¸c¿ao. O modelo escolhido para a caracteriza¸c¿ao da c¿amara t'ermica 'e n¿ao-linear. Este cont'em os par¿ametros t'ermicos din¿amicos, tais como: a camada superior, a placa superior, camada central, placa inferior e o dissipador de calor de cada um dos TEM, sendo no total 21 par¿ametros calculados pelo algoritmo PSO. O sinal de excita¸c¿ao consiste em um ru'ýdo branco que 'e antes filtrado, resultando em um sinal dinamicamente persistente, de tal forma que o TEM seja bem caracterizado. Resultados de simula¸c¿oes mostram a efetividade do algoritmo PSO na estima¸c¿ao de par¿ametros do modelo. / Thermoelectric Modules (TEM) are used in the power generation and construction of thermal cameras for material characterization such as Smart Memory Allow (SMA), among other. In order to obtain a correct TEM representation, it is necessary a proper model identification procedure to represent the TEM operation, both in D.C. and other relevant frequencies. In this paper, a TEM model is proposed, for the representation of a thermal camera built from two TEM. TEM non linear characteristics were considered. Classical methods for linear parameters estimation are not apply to the proposed model. To obtain the TEM parameters, it power density of a white noise, and then is used the temperature response for the Particle Swarm Optimization algorithm (PSO) to make the estimation. The chosen model is nonlinear with 21 parameters, wich represent the TEM: the top layer, the hot side, the middle layer, cold side and the heatsink. For numerical stability, the white noise excitation is filtered before, geting a dynamically persistent signal, so TEM will be properly characterized. Simulation results show the effectiveness of the PSO in TEM parameters estimation.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Esta tese tem por objetivo propor uma estratégia de obtenção automática de parâmetros hidrodinâmicos e de transporte através da solução de problemas inversos. A obtenção dos parâmetros de um modelo físico representa um dos principais problemas em sua calibração, e isso se deve em grande parte à dificuldade na medição em campo desses parâmetros. Em particular na modelagem de rios e estuários, a altura da rugosidade e o coeficiente de difusão turbulenta representam dois dos parâmetros com maior dificuldade de medição. Nesta tese é apresentada uma técnica automatizada de estimação desses parâmetros através deum problema inverso aplicado a um modelo do estuário do rio Macaé, localizado no norte do Rio de Janeiro. Para este estudo foi utilizada a plataforma MOHID, desenvolvida na Universidade Técnica de Lisboa, e que tem tido ampla aplicação na simulação de corpos hídricos. Foi realizada uma análise de sensibilidade das respostas do modelo com relação aos parâmetros de interesse. Verificou-se que a salinidade é uma variável sensível a ambos parâmetros. O problema inverso foi então resolvido utilizando vários métodos de otimização através do acoplamento da plataforma MOHID a códigos de otimização implementados em Fortran. O acoplamento foi realizado de forma a não alterar o código fonte do MOHID, possibilitando a utilização da ferramenta computacional aqui desenvolvida em qualquer versão dessa plataforma, bem como a sua alteração para o uso com outros simuladores. Os testes realizados confirmam a eficiência da técnica e apontam as melhores abordagens para uma rápida e precisa estimação dos parâmetros. / This thesis presents a strategy for automatically obtaining hydrodynamic and transport parameters by means of the solution of inverse problems. Obtaining the parameters of a physical model represents a major problem in its calibration, and this is largely due to the difficulty associated to the field measurements of these parameters. In particular by modeling rivers and estuaries, the roughness height and the turbulent diffusion coefficient represent two of the most difficult parameters to measure or estimate. Here, an automated technique for estimation of these parameters through an inverse problem is applied to a model of the Macaé estuary, located in northern Rio de Janeiro. For this investigation, hydrodynamic and transport models were built in the MOHID platform, developed in the Technical University of Lisbon, which has had wide application in simulation of water bodies. A sensitivity analysis was performed regarding the model responses with respect to the parameters of interest. It was verified that salinity is a sensitive variable for both parameters. The inverse problem was then solved using various optimization methods by coupling the MOHID platform to optimization codes implemented in Fortran. The coupling was carried in a way to not change the MOHID source code, allowing the use of the computational tool here developed in any version of this platform, as well as its modification for use with other simulators. The tests confirm the efficiency of the technique and suggest the best approaches for a fast and accurate estimation of the parameters.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3106797 bytes, checksum: 5882905bec7a2111fa1be0a9ec00e437 (MD5) Previous issue date: 2012-01-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The presented work aims at monitoring in real time the important parameters in induction motors in a non-invasive manner. A method for estimation of torque, shaft speed and energy efficiency has been developed. An embedded system is employed for acquiring electrical signals from the motor and local processing. The calculated values are transmitted to a monitoring unit through an IEEE 802.15.4-based wireless sensor network. At the base unit, various motors can be monitored in real time. To choose the method to be used, a survey on the main methods was made. The method by air-gap torque was considered the most appropriate to the requirements for being accurate and non-invasive. An experimental study was conducted to observe the accuracy of the estimated methods used, and the relationship between the wireless sensor network performance and the spectral occupancy at the operating environment. Therefore, the embedded system was deployed on a workbench of dynamic sinusoidal torque in an industrial environment. The performance of the embedded system and the estimation results were extremely positive. The results show that even with the difficulties of wireless transmission in some scenarios, the system was fully capable of providing processed information for the monitoring. / O trabalho proposto visa monitorar em tempo real grandezas importantes em motores de indução trifásicos de forma pouco invasiva. Foi desenvolvido um método de estimação de torque, velocidade no eixo e eficiência energética. Um sistema embarcado foi construído para a aquisição de sinais elétricos do motor e processamento local. Os valores calculados são transmitidos para estação base através de uma rede de sensores sem fio baseada no padrão IEEE 802.15.4. Na estação base, vários motores podem ser monitorados em tempo real. A fim de desenvolver o método a ser utilizado para estimação das grandezas, foram pesquisados os principais métodos existentes. O método a partir do torque no entreferro foi considerado o mais adequado às necessidades devido à sua exatidão e baixa invasividade. Um estudo experimental foi realizado para observar a exatidão dos métodos de estimação utilizados, assim como a relação entre o desempenho da rede sem fio e a ocupação espectral no ambiente operacional. Para isso, o sistema embarcado foi instalado em uma bancada de torque dinâmico senoidal em ambiente industrial. O desempenho do sistema embarcado e os resultados das estimações foram extremamente positivos. Os resultados mostram que, mesmo com as dificuldades na transmissão sem fio em alguns cenários, o sistema foi totalmente capaz de fornecer informações processadas para o monitoramento.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-05-02T22:45:42Z No. of bitstreams: 1 PedroYochinoriGushiken_DISSERT.pdf: 3706178 bytes, checksum: dc201d9731df110652d243e6cf760cf1 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-05-07T21:32:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PedroYochinoriGushiken_DISSERT.pdf: 3706178 bytes, checksum: dc201d9731df110652d243e6cf760cf1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T21:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedroYochinoriGushiken_DISSERT.pdf: 3706178 bytes, checksum: dc201d9731df110652d243e6cf760cf1 (MD5) Previous issue date: 2018-01-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho mostramos a técnica de estimação de parâmetros para plantas lineares invariantes no tempo conhecida como adaptação de segundo nível baseada em múltiplos modelos de identificação por regressão linear, tanto para o caso de uma planta de ordem 1 quanto para o caso de uma planta de ordem n onde apenas a entrada e a saída da planta estão disponíveis para medição (SISO). Propomos uma modificação na lei adaptativa da adaptação de segundo nível baseada no acúmulo de informações do transitório. Em todos os casos verificamos por simulação que as estimativas entregues pela adaptação de segundo nível convergem muito mais rapidamente para os valores corretos que as estimativas entregues por modelos de identificação individuais e que a modificação proposta aumenta a velocidade e suaviza a convergência das estimativas. Aplicamos a adaptação de segundo nível com base em modelos de identificação por regressão linear atualizados pelo método do gradiente ao problema do controle adaptativo por modelo de referência (MRAC) de uma planta SISO de ordem 1 e ao caso de uma planta de ordem n e grau relativo unitário, este caso com o gradiente normalizado. Resultados de simulação mostram que o sinal de controle gerado com adaptação de segundo nível produz melhores resultados de rastreamento do modelo de referência quando comparada aos modelos de identificação individuais. Além disso, comparamos o MRAC indireto baseado em adaptação de segundo nível ao Controle Adaptativo por Modelo de Referência e Estrutura Variável (VS-MRAC). / In this dissertation we demonstrate the concept of second level adaptation as a parameter estimation method based on multiple linear regression identification models for the case of a plant of order unity, and the case of a plant of order n with single input and output available for measurement (SISO). We propose a modified form of the adaptive law for second level adaptation based on integration of transient information. In all cases simulation studies show that the estimates reach their true values faster with second level adaptation compared to individual identification models and that the proposed modification is even faster and also smoother in this regard. We apply second level adaptation based on linear regression identification models updated through the gradient method to the problem of model reference adaptive control (MRAC) in the case of an order 1 plant and the case of an order n and relative degree one SISO plant, in this case with normalized gradient method. Simulation results show that the control signal generated with second level adaptation yields better results of model reference tracking compared to individual identification models. We also compare the indirect MRAC based on second level adaptation to the variable structure model reference adaptive control (VS-MRAC) scheme.

Made available in DSpace on 2018-03-22T15:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11684_Tese MB.pdf: 975008 bytes, checksum: 39bf558df9b9f3e0443846b4fd1d3c16 (MD5) Previous issue date: 2018-01-09 / Modelos do sistema elétrico são importantes para permitir a realização de diversos estudos, visando a redução de perdas, melhoria da qualidade da energia, entre outros. No cenário atual a realização de análises harmônicas torna-se necessária devido à crescente inserção de cargas não lineares no sistema. Uma vez que os perfis de tensão e corrente das redes são fortemente afetados pelo comportamento da carga, sua modelagem é essencial para realizar tais análises. Diferente dos outros modelos harmônicos encontrados a literatura, esta tese apresenta duas novas propostas de modelagem de carga. A primeira proposta combina o modelo ZIP e uma matriz de admitância cruzada. Esta combinação reúne os benefícios da caracterização de cargas pelo tradicional modelo ZIP, que provê algum conhecimento físico sobre a carga, bem como o cruzamento de frequências dado por uma matriz de admitância. Neste caso, procura-se limitar os coeficientes ZIP, visando identificar a proporção da potência em termos de impedância constante, corrente constante e potência constante. Além disso, é discutido o método para a determinação dos parâmetros do modelo, usando busca exaustiva e regressão linear múltipla. Na segunda proposta, o novo modelo é baseado em um circuito que agrega componentes de impedância, corrente e potência, em uma configuração diferente daquelas encontradas na literatura. O acoplamento entre várias ordens harmônicas é proporcionado por uma matriz de correntes constantes. O método de regressão linear múltipla é utilizado para determinar os parâmetros do modelo. Aspectos relacionados à seleção de dados e à determinação da quantidade de amostras são abordados nas duas propostas. Em ambos os casos foi possível determinar de forma acurada a injeção harmônica no barramento da carga, mediante o conhecimento de sua tensão alimentação. Estudos de caso com uma carga real, usando dados obtidos com um medidor de qualidade de energia, exemplificam a aplicação dos modelos em uma carga eletrônica. Vários outros estudos de caso foram implementados, utilizando um software simulador de transitórios eletromagnéticos, para evidenciar a eficácia dos modelos proposto em diferentes cargas. Em um destes estudos, foi aplicada a metodologia proposta para a modelagem harmônica de um conjunto de cargas conectadas a uma rede radial. Os resultados obtidos no estudo da carga experimental, bem como nos demais estudos de caso, mostraram que os modelos propostos foram capazes de representar o comportamento harmônico das cargas avaliadas com elevada exatidão.