Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 231340.pdf: 1758660 bytes, checksum: 514456e7f11846f93177d7cd5990a232 (MD5) / Este trabalho de pesquisa apresenta uma abordagem multi-objetivo para a solução do problema de otimização como contribuição para o Fluxo de Potência Ótimo. Esta abordagem utiliza o método de pontos interiores para resolver o problema de otimização não-linear em conjunto com as metodologias multi-objetivo: método da restrição, método dos pesos e método de parametrização. Uma revisão dos fundamentos do FPO e dos principais índices de desempenho aplicados ao planejamento e operação dos sistemas de potência é apresentada. Os métodos multi-objetivo utilizados são detalhados, bem como suas principais características. A essência do algoritmo multi-objetivo formulado é a transformação de um índice de desempenho como função principal e a transformação dos índices restantes em restrições de desigualdade, os quais têm seus respectivos limites parametrizados e ponderados por pesos. Para formulação do problema de otimização foram utilizadas as funções objetivo desvio quadrático de tensão de um valor pré-estabelecido, desvio de potência ativa de um valor préespecificado e desvio de potência reativa de um valor pré-especificado. Podem ser escolhidos vários objetivos para o problema de otimização, dependendo dos valores especificados de potência ativa e reativa selecionados. Os resultados obtidos demonstraram o bom desempenho do algoritmo na solução do problema de fluxo de potência ótimo para o sistema-teste IEEE-57 barras. A análise do efeito dos fatores de ponderação e a variação dos valores especificados de potência demonstraram a eficiência da abordagem multi-objetivo, se tornando muito interessante para o processo de decisão e para construção do conjunto de Pareto. This work presents an approach based on multi-objective optimization for the Optimal Power Flow solution. The proposed methodology uses the nonlinear Interior Point Method to solve the optimization problem, together with multi-objective optimization strategies, the weighting factors and the -constraint methods, and a parameterisation strategy. A review on the basic aspects of the Optimal Power Flow problem, including a description of the main performance indexes used in the planning and operation of the power systems is presented. The multi-objective optimization techniques used in the present work are presented as well as the main features of these techniques are described. The main characteristic of the proposed approach is the use of weighting factors attributed to the objective functions, the conversion of the objective functions into inequality constraints and the use of parameterized limits to model these constraints. Three performance indexes are simultaneously optimized: the deviation of a pre-specified voltage level and the deviation of pre-specified active and reactive power generation distribution. Numerical results obtained with the IEEE-57 buses test system were used to assess the potential of the proposed approach in the power system steady state analysis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-18T00:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:50:56Z : No. of bitstreams: 1 179166.pdf: 3168094 bytes, checksum: 23d9eb7d50e0628b62c11ec3d7addbe8 (MD5) / Esta dissertação apresenta uma metodologia de acompanhamento das soluções do problema do Fluxo de Potência Ótimo (FPO), sob aumento de demanda ativa e reativa, até a vizinhança do ponto de máximo carregamento. Para tanto, o problems FPO é parametrizado e utiliza-se o método Preditor - Corretor da Continuaqdo para o acompanhamento das trajetórias das soluções criadas pela variação do parâmetro do modelo. Este método é constituido por duas etapas. Na etapa de predição faz-se uma estimativa da solução do problema FPO para um aumento de demanda. Na etapa de correção utiliza-se o método Primal-Dual dos Pontos Interiores para obter a solução do problema FPO definido na nova condição de carregamento. Duas versões do algoritmo foram implementadas, cada uma adotando uma estratégia diferente na etapa de correção: Parametrização Local e Corretor Ortogal. 0 problema FPO é modelado considerando como variáveis de decisão as magnitudes e os ângulos das tensões das barras do sistema, as potências ativas geradas e os tapes de transformadores de tensão. As restrições de igualdade incluem as equações de balanço de potência ativa em todas as barras do sistema e as equações de balanço de potência reativa das barras de carga. Entre as restrições de desigualdade estão os limites máximos e mínimos das magnitudes das tensões, das potências ativas geradas e dos tapes de transformadores. Além disso, são incluídas também restrições funcionais representando os limites de geração de potência reativa e do fluxo de corrente nas linhas. São apresentados testes em diferentes sistemas de geração-transmissão

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T06:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 288641.pdf: 1276307 bytes, checksum: 347fc9edb622b79f005b58e0092dc007 (MD5) / Este trabalho descreve uma metodologia para resolver o problema de alocação ótima de equipamentos FACTS (Flexible AC Transmission Systems) em sistemas de potência considerando otimização multiobjetivo. Dois critérios são utilizados: o técnico e o econômico. O critério econômico é expresso através do custo do equipamento em US$/kVAr. Para representar o critério técnico, duas diferentes funções são consideradas: mínimo desvio quadrático das tensões em relação aos valores nomnais e a máxima transferência de potência entre áreas. Um Algoritmo Genético Multiobjetivo (AGMO) é desenvolvido para gerar o conjunto de soluções de Pareto do problema e assim garantir a otimização simultânea de ambos os critérios. A factibilidade das soluções é garantida através de um programa de fluxo de potência ótimo (FPO). Desta forma, as soluções operativas associadas aos locais ótimos de inserção dos equipamentos FACTS respeitam as restrições físicas e operacionais da rede elétrica e dos próprios equipamentos Dois equipamentos são considerados: o compensador estático de reativos (SVC) e o compensador série variável (TCSC). A questão da diversidade das soluções na fronteira de Pareto é trabalhada através da técnica de fitness sharing. São analisados testes com o sistema de 30 barras do IEEE, com um sistema Inglês contendo 40 barras e com um equivalente do sistema Sul brasileiro contendo 182 barras.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T13:48:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 234093.pdf: 1974795 bytes, checksum: d619d0a1a60bc8eb40339d54f6faaffe (MD5) / O crescente aumento da demanda e os altos custos na construção de novas unidades geradoras, o esgotamento das grandes fontes primárias e os grandes problemas ambientais causados por estas construções fazem com que a Geração Distribuída esteja cada dia mais presente em nossos sistemas e conectadas à rede local, seja ela de distribuição, subtransmissão ou mesmo de transmissão.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 220688.pdf: 904209 bytes, checksum: e513b77197ce2bcf09318e75e2504347 (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6842_1.pdf: 922667 bytes, checksum: 5f337dabdc89ed3296a471f98e3ebb0e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / O problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) vem sendo estudado desde a década de 1960 e vários métodos de resolução são encontrados na literatura. Em particular, os métodos de Pontos-Interiores (PI) vêm tendo um grande destaque devido a sua robustez e eficiência, alcançando convergência com reduzido número de iteraçoes mesmo em problemas com um grande número de variáveis. Apesar do seu bom desempenho computacional no que se refere a número de iterações e tempo de processamento, os métodos de PI não possuem convergência global, que consiste em encontrar uma solução independente da escolha do ponto inicial. Um dos objetivos desta pesquisa é o desenvolvimento de um algoritmo de FPO globalmente convergente, ou seja, capaz de encontrar uma solução sempre que uma existir. Para atingir esse objetivo, o algoritmo proposto associa métodos de Região de Confiança com os eficientes métodos de PI. Algoritmos globalmente convergentes são invariavelmente computacionalmente intensivos, de forma que três abordagens distintas para a resolução dos subproblemas de região de confiança foram estudadas. Quanto à formulação do problema de FPO, foram desenvolvidos modelos que consideram dispositivos FACTS, como o UPFC (Unified Power Flow Controller), e restrições de estabilidade de tensão. Algumas opções de função objetivo, como minimização de perdas, minimização de corte de carga e maximização de carregamento, foram testadas e o desempenho do algoritmo proposto foi avaliado comparando-o ao desempenho de algoritmos de PI já conhecidos.O problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) vem sendo estudado desde a década de 1960 e vários métodos de resolução são encontrados na literatura. Em particular, os métodos de Pontos-Interiores (PI) vêm tendo um grande destaque devido a sua robustez e eficiência, alcançando convergência com reduzido número de iteraçoes mesmo em problemas com um grande número de variáveis. Apesar do seu bom desempenho computacional no que se refere a número de iterações e tempo de processamento, os métodos de PI não possuem convergência global, que consiste em encontrar uma solução independente da escolha do ponto inicial. Um dos objetivos desta pesquisa é o desenvolvimento de um algoritmo de FPO globalmente convergente, ou seja, capaz de encontrar uma solução sempre que uma existir. Para atingir esse objetivo, o algoritmo proposto associa métodos de Região de Confiança com os eficientes métodos de PI. Algoritmos globalmente convergentes são invariavelmente computacionalmente intensivos, de forma que três abordagens distintas para a resolução dos subproblemas de região de confiança foram estudadas. Quanto à formulação do problema de FPO, foram desenvolvidos modelos que consideram dispositivos FACTS, como o UPFC (Unified Power Flow Controller), e restrições de estabilidade de tensão. Algumas opções de função objetivo, como minimização de perdas, minimização de corte de carga e maximização de carregamento, foram testadas e o desempenho do algoritmo proposto foi avaliado comparando-o ao desempenho de algoritmos de PI já conhecidos.O problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) vem sendo estudado desde a década de 1960 e vários métodos de resolução são encontrados na literatura. Em particular, os métodos de Pontos-Interiores (PI) vêm tendo um grande destaque devido a sua robustez e eficiência, alcançando convergência com reduzido número de iteraçoes mesmo em problemas com um grande número de variáveis. Apesar do seu bom desempenho computacional no que se refere a número de iterações e tempo de processamento, os métodos de PI não possuem convergência global, que consiste em encontrar uma solução independente da escolha do ponto inicial. Um dos objetivos desta pesquisa é o desenvolvimento de um algoritmo de FPO globalmente convergente, ou seja, capaz de encontrar uma solução sempre que uma existir. Para atingir esse objetivo, o algoritmo proposto associa métodos de Região de Confiança com os eficientes métodos de PI. Algoritmos globalmente convergentes são invariavelmente computacionalmente intensivos, de forma que três abordagens distintas para a resolução dos subproblemas de região de confiança foram estudadas. Quanto à formulação do problema de FPO, foram desenvolvidos modelos que consideram dispositivos FACTS, como o UPFC (Unified Power Flow Controller), e restrições de estabilidade de tensão. Algumas opções de função objetivo, como minimização de perdas, minimização de corte de carga e maximização de carregamento, foram testadas e o desempenho do algoritmo proposto foi avaliado comparando-o ao desempenho de algoritmos de PI já conhecidos

Neste trabalho, é apresentado o problema de fluxo de potência ótimo DC utilizando os modelos de fluxos em rede e o princípio do mínimo esforço. É apresentada também uma revisão dos métodos de pontos interiores e o mesmo é desenvolvido para um problema geral de programação linear. Em seguida, desenvolvemos os métodos de pontos interiores primal-dual e preditor-corretor para os modelos de fluxo de potência específicos estudados. Resultados numéricos de uma implementação em MATLAB são apresentados para sistemas testes do IEEE e sistemas reais, comparando o desempenho obtido pelas duas formulações. O método de pontos interiores se mostra bastante robusto convergindo rapidamente para todos casos testados. O modelo usando o princípio do mínimo esforço converge em menos iterações, mas a modelagem por fluxos em rede se mostra mais rápida, uma vez que suas iterações são mais baratas. / In this work, the optimal DC power flow problem using the network flow models, and the minimum effort principle are presented. Also is presented a review of the interior point methods and this method is developed for a generic linear programming problem. We developed the primal-dual and predictor-corrector versions of the interior point methods for the specific power flow models studied. Numerical results of a MATLAB implementation are presented for IEEE test systems and for real systems, confronting the performances achieved for both approaches. The interior point methods shows to be robust, achieving fast convergence in all instances tested. The minimum effort principle based model converges in fewer iterations, but the network flow model shows to be faster, since its iterations are cheaper.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2586_1.pdf: 3443335 bytes, checksum: 65276b09722550b8f54c14d686fddec5 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Companhia Energética de Pernambuco / Com o aumento da dimensão e da complexidade dos sistemas elétricos de potência, o nível de automação da operação vem crescendo continuamente, de forma que os centros de operação das empresas de energia elétrica necessitam cada vez mais de ferramentas computacionais que possam analisar a segurança do sistema e otimizar um objetivo da operação em tempo-real. Nesse contexto, as ferramentas de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) exercem um papel fundamental. O objetivo de um programa de FPO é calcular ajustes ótimos para os controles do sistema visando a sua operação num nível de segurança desejado, enquanto otimiza uma função objetivo tal como a minimização de perdas elétricas. Os ajustes ótimos calculados podem conduzir a operação do sistema de um nível de segurança para outro ou restaurar a otimalidade de um nível de segurança já alcançado. No entanto, existem diversas dificuldades no uso prático de programas de FPO. A principal delas é que o problema de FPO no mundo real é matematicamente e computacionalmente muito diferente da formulação clássica. Essa Dissertação apresenta uma análise dos principais requisitos para o uso prático de ferramentas de FPO, bem como discute desenvolvimentos recentes para o tratamento de alguns dos requisitos críticos. Mais especificamente, é feita uma análise crítica da aplicação de um programa de FPO recentemente desenvolvido para otimização da operação de um sistema real de subtransmissão. São apresentados e discutidos resultados numéricos da aplicação da ferramenta de FPO na otimização de sistema real de subtransmissão

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:01:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 268490.pdf: 1997712 bytes, checksum: 2e59a392f3cb30b36647b091ab233804 (MD5) / As mudanças recentes de estrutura no sistema elétrico (geração, transmissão, subtransmissão, distribuição e comercialização de energia) têm motivado a interligação da geração distribuída aos sistemas de potência. Outro fato importante é que as empresas e concessionárias de energia elétrica estão constantemente buscando novas alternativas para atuar sobre a correção do perfil de tensão e a minimização de perdas nos alimentadores das redes de distribuição e subtransmissão de energia elétrica. O sistema analisado é uma pequena parte da rede real de distribuição e subtransmissão de energia elétrica do Oeste Catarinense e a ferramenta utilizada para a realização das simulações e obtenção dos resultados foi o simulador de redes: FLUPOT (Fluxo de Potência Ótimo). Como a GD ainda é uma tecnologia recente, existem até então muitas lacunas quanto ao entendimento do impacto desta nova topologia na estabilidade e em outros índices de desempenho em regime permanente do sistema elétrico. Neste trabalho de pesquisa determinou-se o impacto da inserção da geração distribuída em sistemas de potência associados aos seguintes aspectos técnicos: variação do perfil de tensão do sistema em regime permanente, perdas elétricas de potência ativa e reativa, e maximização do carregamento. Diversos cenários e condições de carregamento do sistema foram considerados com o intuito de contribuir quanto ao estudo teórico deste problema, em relação ao comportamento do sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T10:54:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277711.pdf: 3172490 bytes, checksum: 257ff5e0772fcf405a506bbf719191a6 (MD5) / Neste trabalho, investiga-se a influência exercida pelos Canais de Instrumentação (CIs) na exatidão da medição fasorial sincronizada. São abordados estudos relacionados aos aspectos de exatidão dos CIs, em regime permanente, e à modelagem de seus elementos: Transformadores de Potencial Capacitivos (TPCs); Transformadores de Corrente (TCs); e cabos de controle. Destaca-se o problema do erro na medição de corrente em condições de baixo carregamento de Linhas de Transmissão (LTs), bem como a influência da carga imposta ao secundário dos TIs Transformadores de Instrumentos) sobre a exatidão de medições fasoriais. Foi também investigada a aplicação de diferentes metodologias para o cálculo do fluxo de potência em LTs, bem como o cálculo de seus parâmetros. Esses estudos são complementados por meio da análise de sensibilidade destes cálculos frente a erros fasoriais. Por fim, são apresentadas análises de desempenho envolvendo o protótipo de SPMS MedFasee Eletrosul, visando à detecção e à compensação de erros fasoriais introduzidos pelos CIs envolvidos. Constata-se a possibilidade de ocorrência de erros significativos de módulo e ângulo nos fasores, dependendo do nível de carregamento da LT e das peculiaridades dos CIs. Tais características foram comprovadas por estudos de sensibilidade aplicados a casos reais. / This work investigates the influence of the Instrumentation Channels (ICs) in the synchronized phasor measurement accuracy. Studies are addressed to accuracy of ICs, in steady state, and modeling of its elements: Coupled Capacitive Voltage Transformers (CCVTs) Current Transformers (CTs), and control cables. The problem of error in current measurement under conditions of low loading of Transmission Lines (TL) is highlighted, as well as the importance of the burden on the accuracy of phasor measurements. The application of different methodologies for power flow calculation in TL and its parameters calculation are also investigated. Those studies are complemented by sensitivity analysis of these methodologies against phasor errors. Finally, a performance analysis involving the SPMS MedFasee Eletrosul prototype is presented, focusing on the detection and compensation of errors introduced by the phasor ICs involved. The presence of significant errors in the module and phasor angle is verified, depending on the loading level of the TL and the peculiarities of ICs. These characteristics are confirmed by sensitivity analysis applied to real cases.