Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-02-09T12:58:32Z No. of bitstreams: 1 magdarochaguedes.pdf: 585612 bytes, checksum: 0367ab5f0166e5be66517299ab882bb7 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Isabela, favor corrigir o nome da instituição que está: Editor: Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) on 2017-02-10T10:38:01Z (GMT) / Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-02-10T12:10:39Z No. of bitstreams: 1 magdarochaguedes.pdf: 585612 bytes, checksum: 0367ab5f0166e5be66517299ab882bb7 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-02-10T13:37:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 magdarochaguedes.pdf: 585612 bytes, checksum: 0367ab5f0166e5be66517299ab882bb7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T13:37:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 magdarochaguedes.pdf: 585612 bytes, checksum: 0367ab5f0166e5be66517299ab882bb7 (MD5) Previous issue date: 2007-03-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O aumento contínuo da demanda aliado as restrições econômicas e ambientais para a expansão das capacidades de geração e transmissão tem propiciado a operação dos sistemas elétricos de potência cada vez mais próxima de seus limites operativos. Conseqüentemente, a estabilidade de tensão é hoje um dos temas mais importantes tanto para as concessionárias de energia elétrica, quanto para os pesquisadores do meio acadêmico. Face a esta situação, torna-se cada vez mais premente, a necessidade de desenvolver novas metodologias e avaliar as existentes, de modo a possibilitar uma análise acurada da estabilidade de tensão. Neste contexto, este trabalho aborda o cálculo do ponto de máximo carregamento através da utilização dos métodos do fluxo de potência continuado e do ponto de colapso. Além disto, e como idéia principal, tem como objetivo avaliar o desempenho destas metodologias, quando as equações básicas que caracterizam a rede elétrica são expressas tanto em coordenadas polares, quanto em coordenadas retangulares. Os resultados apresentados enfocam o número de iterações e a trajetória de convergência dos processos iterativos referentes ao fluxo de potência continuado e ao método do ponto de colapso. Análises de autovalores, autovetores e vetores tangentes também são apresentados. Sistemas testes do IEEE e um modelo equivalente da região Sul-Sudeste brasileira são utilizados na simulação dos resultados. / The continuous loading growth allied to the lack of investments in generation and transmission areas has led to a electrical power system operated closer to its operating limits. Therefore, voltage stability is one of the most relevant themes for electrical energy companies, as well as for academic researchers. In view of this scenario, mathematical approaches applied to performing an accurate voltage stability analysis should be developed and/or evaluated. Thus, the present work deals with the computation of the maximum loading point through continuation power flow and point of collapse methods. In addition, the primary objective is to evaluate the performance of these methodologies when the electrical network equations are expressed in both polar and rectangular voltage coordinates. The results presented focus on the number of iterations and convergence trajectory associated with the iterative process of the continuation power flow and point of collapse methods. Eigenvalues, eigenvectors and tangent vectors are also presented. IEEE test systems and a South-Southeastern Brazilian network are used in the simulations.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-02-24T15:41:49Z No. of bitstreams: 1 leandromatosriani.pdf: 1003631 bytes, checksum: f252cd6ec851c2cb8adc2e0581c01c02 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T19:27:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 leandromatosriani.pdf: 1003631 bytes, checksum: f252cd6ec851c2cb8adc2e0581c01c02 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leandromatosriani.pdf: 1003631 bytes, checksum: f252cd6ec851c2cb8adc2e0581c01c02 (MD5) Previous issue date: 2017-08-08 / Na maioria das metodologias de fluxo de potência e análise de faltas, os efeitos dos cabos neutros e dos aterramentos do sistema são negligenciados ou incorporados nas fases, através da redução de Kron. Desta forma, as correntes e tensões de neutros e aterramentos permanecem desconhecidas, limitando a análise. Neste trabalho é apresentada uma formulação para o cálculo de defeitos em coordenadas de fase através da modelagem completa do sistema trifásico a quatro condutores, com representação explícita do condutor de neutro e das impedâncias de aterramento do sistema. Os desequilíbrios da rede e da carga, impedâncias mútuas, gerações dispersas, transformadores com suas mais variadas conexões e formas de aterramento também são considerados na modelagem. Adicionalmente, as cargas podem ser representadas durante o defeito como potência constante, corrente constante, impedância constante, ou ainda qualquer combinação entre estes modelos. A metodologia de solução é baseada na técnica do fluxo de potência continuado, onde as impedâncias que representam o defeito são os parâmetros de continuação. A formulação é de uso geral podendo ser utilizada na solução de qualquer tipo de defeito em sistemas de transmissão, subtransmissão, distribuição e industriais. Foram aplicadas diversas faltas, simples e simultâneas, em sistemas didáticos, sistemas teste do IEEE, e em sistemas elétricos reais, onde se constatou a eficiência da metodologia proposta para análise de defeitos, destacando-se os estudos de afundamento de tensão. / The effects of neutral wires and system grounding in most power flow and fault analysis methodologies are neglected or merged into phases using Kron’s reduction method. Thus, the neutral wire and ground currents and voltages remain unknown, restricting the analysis. This work presents a new formulation for fault analysis in the phase domain using three-phase, four-wire modeling, in which the neutral wires and grounding impedances explicitly represented. Unbalanced systems and loads, mutual impedances, dispersed generation, transformers with the most varied forms of grounding and connections are also represented in modeling. In additional, the loads can be represented as constant power, constant current, constant impedance or any combination among these models during the fault analysis. The solution methodology is based on the continuation power flow technique, where the fault impedances are continuation parameters. The proposed algorithm is of general usage and can be used to solve any kind of fault in transmission, subtransmissão, distribution and industrial systems. Several faults, simple and simultaneous, were conduct in academicals systems, IEEE distribution test feeders and real power systems. Simulation results show the efficiency of the proposed methodology for fault analysis, highlighting voltage sag studies.

Submitted by Cristina Coutinho de Oliveira null (35131907861) on 2016-04-18T18:23:10Z No. of bitstreams: 1 Defesa_final.pdf: 1997390 bytes, checksum: 8300a03e6985d3d69b82de41b61bb274 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-19T15:01:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_cc_me_ilha.pdf: 1997390 bytes, checksum: 8300a03e6985d3d69b82de41b61bb274 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-19T15:01:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_cc_me_ilha.pdf: 1997390 bytes, checksum: 8300a03e6985d3d69b82de41b61bb274 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta proposta apresenta-se um estudo comparativo entre algumas das diversas metodologias existentes na literatura específica para a resolução do Fluxo de Potência (FP) e Fluxo de Potência Continuado (FPC), utilizando métodos baseados em equações de injeção de potência e em equações de injeção de corrente. A formulação de injeção de potência é baseada nas equações de balanço de potência ativa e reativa de cada barra, enquanto que a de injeção de corrente utiliza expressões referentes ao balanço de corrente. É realizada a comparação da influência de três formas de tratamento das barras de geração (PV) nas características de convergência do método de Newton-Raphson simplificado utilizado na solução das equações de fluxo de potência escritas em coordenadas polares, considerando a formulação de injeção de corrente. Também são apresentados os resultados de análises de desempenho entre o método simplificado e o convencional, o qual utiliza as equações de injeção de potência expressa em termos de coordenadas polares. As análises de desempenho são realizadas para os sistemas testes do IEEE de 14, 30, 57, 118 e 300 barras e duas versões reais de grande porte do sistema elétrico SUL/SULDESTE brasileiro 638 e 787 barras considerando: diferentes relações R/X para os ramos e diferentes condições de carregamentos. Os resultados obtidos com duas das formas de tratamento das barras PV mostram que é possível se obter uma melhora nas características de convergência do método simplificado. / This work presents a comparative study on the various existing methods in the literature to solve the power flow (PF) and continuation power flow (CPF), using the methods which are based on power injection equations and current injection equations. The power injection formulation works based on active and reactive power balance equations at each bus, while the current injection using expressions relating to the current balance. In order to make the comparison, the influence of three forms of handling the generation buses (PV) in the convergence characteristics of simplified Newton-Raphson method, used in the solution of the power flow equations in polar coordinates, and by considering the current injection formulation is considered. Moreover, the results of performance tests between the simplified and the conventional methods, which use the power injection equations expressed in terms of polar coordinates, are presented. In order to performance analysis five IEEE test systems such as 14, 30, 57, 118, and 300 bus and two large-scale real electrical power systems such as south Brazilian 638 and 787 bus systems are conducted. The aforementioned systems are tested under different R/X ratios for the branches and different loading conditions. The results show that an improvement in convergence characteristics can be obtained for the simplified method.

Orientador: Dilson Amancio Alves / Resumo: Nesta proposta apresenta-se um estudo comparativo entre algumas das diversas metodologias existentes na literatura específica para a resolução do Fluxo de Potência (FP) e Fluxo de Potência Continuado (FPC), utilizando métodos baseados em equações de injeção de potência e em equações de injeção de corrente. A formulação de injeção de potência é baseada nas equações de balanço de potência ativa e reativa de cada barra, enquanto que a de injeção de corrente utiliza expressões referentes ao balanço de corrente. É realizada a comparação da influência de três formas de tratamento das barras de geração (PV) nas características de convergência do método de Newton-Raphson simplificado utilizado na solução das equações de fluxo de potência escritas em coordenadas polares, considerando a formulação de injeção de corrente. Também são apresentados os resultados de análises de desempenho entre o método simplificado e o convencional, o qual utiliza as equações de injeção de potência expressa em termos de coordenadas polares. As análises de desempenho são realizadas para os sistemas testes do IEEE de 14, 30, 57, 118 e 300 barras e duas versões reais de grande porte do sistema elétrico SUL/SULDESTE brasileiro 638 e 787 barras considerando: diferentes relações R/X para os ramos e diferentes condições de carregamentos. Os resultados obtidos com duas das formas de tratamento das barras PV mostram que é possível se obter uma melhora nas características de convergência do método simplificado. / Abstract: This work presents a comparative study on the various existing methods in the literature to solve the power flow (PF) and continuation power flow (CPF), using the methods which are based on power injection equations and current injection equations. The power injection formulation works based on active and reactive power balance equations at each bus, while the current injection using expressions relating to the current balance. In order to make the comparison, the influence of three forms of handling the generation buses (PV) in the convergence characteristics of simplified Newton-Raphson method, used in the solution of the power flow equations in polar coordinates, and by considering the current injection formulation is considered. Moreover, the results of performance tests between the simplified and the conventional methods, which use the power injection equations expressed in terms of polar coordinates, are presented. In order to performance analysis five IEEE test systems such as 14, 30, 57, 118, and 300 bus and two large-scale real electrical power systems such as south Brazilian 638 and 787 bus systems are conducted. The aforementioned systems are tested under different R/X ratios for the branches and different loading conditions. The results show that an improvement in convergence characteristics can be obtained for the simplified method. / Mestre

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-29T11:44:44Z No. of bitstreams: 1 thiagosenradossantos.pdf: 1984679 bytes, checksum: 2ff29c748a0b456a4fc8b5df3e4ed994 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-07-05T14:38:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thiagosenradossantos.pdf: 1984679 bytes, checksum: 2ff29c748a0b456a4fc8b5df3e4ed994 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T14:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thiagosenradossantos.pdf: 1984679 bytes, checksum: 2ff29c748a0b456a4fc8b5df3e4ed994 (MD5) Previous issue date: 2012-08-27 / Este trabalho propõe o desenvolvimento de um fluxo de potência continuado para análise de sistemas desequilibrados, denominado Fluxo de Potência Continuado a Quatro Condutores (FPCQ). A ferramenta proposta possibilita a representação explícita de cabos neutros e aterramentos, a representação de desequilíbrios tanto em cargas como em outros componentes das redes, de tal forma que a operação desbalanceada pode ser simulada. A metodologia proposta é aplicada em sistemas elétricos de distribuição e análises são realizadas. A metodologia proposta utiliza como base a estrutura do Método de Injeção de Correntes a Quatro Condutores, aproveitando algumas de suas características. Para o processo de continuação foi definida e implementada uma única etapa de execução, utilizando-se equações adicionais para considerar o incremento do carregamento ou a tensão como parâmetros de continuação. As equações de alguns equipamentos foram redefinidas a fim de ser possível a consideração do incremento do carregamento do sistema como variável. A ferramenta desenvolvida permite analisar diversas configurações de sistemas, sejam equilibrados ou desequilibrados, representação de ramais monofásicos e/ou bifásicos e diversas combinações de cargas, bem como a consideração explícita de cabos neutros e aterramentos. O FPCQ permite verificar questões de estabilidade estática de tensão em sistemas trifásicos a partir dos resultados de curvas de perfil de tensão em função carregamento e da determinação do ponto de colapso ou da margem de carregamento do sistema. Permite verificar os efeitos dos desequilíbrios dos sistemas e os impactos de sua representação detalhada nos resultados do fluxo de potência continuado. Como exemplo, a influência do aumento de carga nas tensões de neutro pode ser analisada. Os resultados obtidos pela metodologia proposta com representação trifásica e com representação apenas de sequência positiva foram comparados, com o objetivo de mostrar a importância de representar os sistemas com modelos mais precisos. Espera-se que a ferramenta desenvolvida permita realizar análises mais completas, especialmente em sistemas de distribuição, aumentando a qualidade dos resultados. / This work proposes the development of a continuation power flow technique (FPCQ) for unbalanced distribution systems. The proposed tool allows the explicit representation of the neutral cables and grounding, the representation of imbalances for both the loads and the network components in such a way that unbalanced operation can be simulated. The application of the present methodology in electrical distribution systems is carried out and analyzed. The proposed methodology is based on the structure of the Four Conductors Current Injection Method, taking advantage of some of its features. For the continuation power flow process, a single stage off implementation was defined and implemented, using additional equations to consider either the load increase or the voltage as a continuation parameter. Some equipment models were redefined to consider the load increase as a state variable. The proposed tool is able to analyze systems having single-phase, double-phase or three-phase lines, to represent the existing connections of balanced or unbalanced loads as well as its neutral and ground connections. The FPCQ allows checking static voltage stability considering the three-phase models adopted from the curves of voltages as a function of the load. The impacts of the detailed representation in the continuation power flow technique can now be analyzed. As an example, the influence of the load increase on the neutral voltages was possible to be analyzed. The results using the proposed methodology were compared to the ones obtained using the positive sequence approach in order to show the importance of representing the power systems using more accurate models. It is expected that the proposed tool will be useful one to perform simulations in distribution systems improving the quality of the results.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-03-21T17:50:55Z No. of bitstreams: 1 thiagoresendedealmeida.pdf: 4974622 bytes, checksum: 0f8c86117d7625e1546498cd6c17f367 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T02:16:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thiagoresendedealmeida.pdf: 4974622 bytes, checksum: 0f8c86117d7625e1546498cd6c17f367 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T02:16:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thiagoresendedealmeida.pdf: 4974622 bytes, checksum: 0f8c86117d7625e1546498cd6c17f367 (MD5) Previous issue date: 2013-10-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O principal objetivo deste trabalho é avaliar a influência da variação dos parâmetros da rede elétrica em função da frequência do sistema em estudos relacionados à avaliação da segurança de tensão de Sistemas Elétricos de Potência (SEP). Neste sentido, é proposta uma alteração na formulação denominada Fluxo de Potência com Regulação Primária. Tal formulação representa uma modelagem alternativa do problema de Fluxo de Potência, onde a frequência do sistema pode ser estimada com precisão satisfatória. É importante destacar que a metodologia proposta neste trabalho mantém a formulação full Newton do problema. A partir deste contexto são consideradas as variações dos parâmetros da rede, tais como shunts de barra, shunts de linha e o modelo de Linhas de Transmissão e Transformadores, tornando estes parâmetros dependentes com os desvios de frequência do sistema. É também realizada uma avaliação das cargas tipo motor de indução. Assim como os parâmetros da rede, os parâmetros do motor de indução são modificados de acordo com os desvios de frequência do sistema. Em seguida são desenvolvidos estudos de avaliação da segurança de tensão a partir do desenvolvimento e implementação de um Fluxo de Potência Continuado modificado e de uma formulação alternativa do problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO). A partir dessas ferramentas é possível avaliar a variação da frequência do sistema em função do aumento do seu carregamento. Também são feitas análises a partir dos autovalores da matriz Jacobiana do método proposto. Finalmente são utilizados cinco sistemas de pequeno e médio portes para a validação da metodologia proposta. Além de dois sistemas tutoriais de pequeno porte, é utilizado o sistema 16 Barras, que é um sistema criado a partir de dados reais e condições operativas encontradas no Sistema Interligado Nacional (SIN), os sistemas New England e IEEE-118 Barras, que são sistemas testes normalmente utilizados na literatura. O programa ANATEM, desenvolvido pelo CEPEL, é utilizado de forma a validar os desenvolvimentos realizados neste trabalho. / The main objective of this work is to evaluate the influence of varying the network parameters depending on the system frequency in studies related to the voltage security assessment of Electric Power Systems. In this sense, it is proposed a modification in the formulation of the called Governor Power Flow. Such formulation represents an alternative modeling of the power flow problem, where the system frequency can be estimated with satisfactory accuracy. It is important to highlight that in this work the proposed methodology retains full Newton formulation of the problem. From this context it is considered variations of the network parameters, such as shunt devices (capacitors and reactors) and equivalent models of transmission lines and transformers, making them dependent parameters with frequency system. It is also studied the induction motor modeling. As the network parameters, the parameters of the induction motor are modified according to the deviation of system frequency. Then voltage security assessment studies are carried out through the development and implementation of a Modified Continuation Power Flow and an Optimal Power Flow. Using these tools it is possible to evaluate the system frequency variation due to the increase of the system loading. Analyzes are also made using the eigenvalues of the Jacobian matrix associated with the proposed methodology. Finally six systems of small and medium scale are used in validation process of the proposed methodology. In addition to two tutorials small systems are used a 16 buses test system, which is created from real data and operating conditions found in the Interconnected Brazilian System, the well know New England system and the IEEE-118 buses test systems, which are systems commonly used in the literature. The ANATEM program, developed by CEPEL, is used to validate the developments made in this work.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-07-21T13:29:40Z No. of bitstreams: 1 paulosergiodecastronascimento.pdf: 3896961 bytes, checksum: 0b372ca459a14823ea250c1b708376af (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T18:15:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paulosergiodecastronascimento.pdf: 3896961 bytes, checksum: 0b372ca459a14823ea250c1b708376af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T18:15:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paulosergiodecastronascimento.pdf: 3896961 bytes, checksum: 0b372ca459a14823ea250c1b708376af (MD5) Previous issue date: 2017-04-18 / O Controle de Intercâmbio de Potência Reativa (CIPR) é uma metodologia cujo principal objetivo é manter o intercâmbio de potência reativa de uma área em um determinado valor especificado. Tal esquema tem potencial para subsidiar o estudo do suporte de potência reativa fornecido ou requerido por uma determinada área e seu impacto na operação do sistema. Além disso, tal estratégia de controle foi elaborada visando o desacoplamento de controle de tensão e potência reativa da área, de forma a permitir uma maior eficiência de estratégias de controle coordenado de tensão. A sistemática básica da formulação matemática que será apresentada, foi inspirada especialmente no método de controle de intercâmbio de potência ativa entre áreas, onde múltiplos geradores contribuem para controlar o intercâmbio de potencia ativa em valores especificados, conforme descrito em [1]. A principal contribuição deste trabalho está associada a uma nova formulação aumentada, onde apenas uma equação adicional é utilizada para representação do controle de intercâmbio de potência reativa. A metodologia propicia uma grande flexibilidade, permitindo não só a aplicação no CIPR, mas também na modelagem de outros tipos de controles que necessitam representar vários equipamentos simultaneamente. Para a aplicação deste trabalho, a metodologia representa os vários geradores participantes do CIPR, com acréscimo de apenas uma linha e uma coluna na matriz jacobiana, sendo esta a principal contribuição deste trabalho. Adicionalmente, a metodologia apresenta grande versatilidade na incorporação e/ou retirada dos equipamentos responsáveis pelo controle, representando de forma eficiente as limitações reais dos equipamentos. O modelo matemático proposto foi testado em diversos sistemas testes, obtendo-se bons resultados. As simulações realizadas foram validadas usando o programa Anarede de propriedade do Centro de Pesquisa de Energia Elétrica (CEPEL). Os modelos de fluxo de potência e o núcleo principal da metodologia proposta foram desenvolvidos em MATLAB, auxiliadas por diversos programas para formulação e verificação dos resultados. Sendo os principais destes: Mathematica, Anarede, PSIM, linguagem R, Rstudio. / Reactive Power Interchange Control (RPIC) is a methodology whose main objective is to maintain the reactive power interchange of an area at a specified value. Such a scheme has the potential to support the study of the reactive power support provided or required by a given area and its impact on the operation of the system. In addition, such control strategy was elaborated aiming at the decoupling of tension control and reactive power of the area, in order to allow greater efficiency of coordinated voltage control strategies. The basic mathematical formulation, which will be presented, was inspired by the method of control of active power interchange between areas, where multiple generators contribute to control the active power exchange in specified values, as described in [1]. The main contribution of this work is associated with a new augmented formulation, where only one additional equation is used to represent the reactive power exchange control between two areas. The methodology provides great flexibility, allowing not only the application in the RPIC, but in other to generally model control strategies, in which the contribution of more than one device for a given control strategy is required. For the application of this work, the modelling represents the various generators participating in the RPIC, in which only one additional line and column in the Jacobian matrix is required, being this formulation the main contribution of this work. In addition, the methodology presents great flexibility in the incorporation or removal of a control device, which has reached its corresponding limit. The proposed mathematical model was tested in several test systems, obtaining good results. The simulations were validated using the ANAREDE program owned by the Electric Energy Research Center (CEPEL). The power flow models and the main core of the proposed methodology were developed in MATLAB, aided by several programs for formulating and verifying the results. The main ones being: Mathematica, ANAREDE, PSIM, R language, Rstudio.