Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Luiz Fernando Bovolato / Banca: Lourenço Matias / Resumo: O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um modelo de linha de transmissão bifásica diretamente no domínio do tempo, que leve em consideração o efeito corona e o efeito da freqüência sobre seus parâmetros longitudinais, utilizando os conceitos de variáveis de estado. Os parâmetros longitudinais de uma linha de transmissão dependentes da freqüência serão sintetizados por meio de funções racionais pelo método do Vector Fitting. Em seguida, as funções racionais que descrevem o comportamento dos parâmetros longitudinais serão associadas com um circuito elétrico equivalente, que será inserido em cada um dos circuitos . Para a validação do modelo desenvolvido levando em consideração o efeito da freqüência o mesmo foi comparado com o programa de estudo de transitórios eletromagnético Micotran do tipo EMTP. Utilizando o modelo matemático desenvolvido foi possível inserir através das equações de Gary e de Skilling-Umoto, o efeito corona nas simulações de transitórios eletromagnético. Ao termino do projeto, apresenta-se um modelo matemático de uma linha de transmissão que leva em conta o efeito da freqüência e o efeito corona. Tal modelo não necessita dos programas do tipo EMTP para simulação de transitórios em linhas de transmissão. / Abstract: The objective of this work is to implement a computational model of two-phase transmission line directly in the time domain, which takes into account the corona effect and the effect of frequency on its longitudinal parameters, using the concepts of state variables. The longitudinal parameters of a frequency dependent transmission line are synthesized by rational functions using the Vector Fitting method. Then, the rational functions that describe the behavior of the longitudinal parameters will be associated with an equivalent electrical circuit, which is inserted in very circuit . Validating the model developed taking into account the effect of frequency, this model was compared to the Micotran program, a EMTP (Electromagnetic Transient Program) type program that is used for transient analyses in electrical networks. Through the developed mathematical model, it enter, through the equations of Gary and Skilling-Umoto, the corona effect in simulations of electromagnetic transients. At the end of the project, it is obtained a mathematical model of a transmission line that takes into account the effect of frequency and the corona effect. This model does not need the EMTP type programs for transient simulations in transmission lines. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-27Bitstream added on 2014-06-13T18:08:29Z : No. of bitstreams: 1 costa_ecm_me_ilha.pdf: 1777300 bytes, checksum: f5e35375b4a1e9e034ae9b487436cef5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve detalhadamente uma metodologia alternativa para o cálculo dos parâmetros longitudinais e transversais de um condutor múltiplo genérico, com base na configuração de um condutor equivalente. A metodologia proposta considera precisamente o acoplamento mútuo entre os subcondutores que compões o feixe, a natureza distribuída dos parâmetros e a distribuição da corrente, uniforme ou desigual, através dos subcondutores. São calculados e analisados os parâmetros utilizando a metodologia alternativa proposta e o procedimento clássico baseado na obtenção de um condutor equivalente aplicando o conceito do Raio Médio Geométrico (RMG), para diversos condutores múltiplos, sendo eles simétricos ou não simétricos, convencionais ou não-convencionais. Posteriormente, são comparados os resultados obtidos por ambos os métodos e a partir desses é possível comprovar a eficácia da metodologia proposta e eventuais situações em que a metodologia clássica, envolvendo o conceito do RMG, apresenta algumas imprecisões derivadas da distribuição não uniforme da corrente em condutores múltiplos assimétricos ou pouco convencionais / The present work describes an alternative methodology to evaluate the longitudinal and transversal parameters of a generic bundled conductor, based on the configuration of an equivalent conductor. The proposed methodology considers precisely the mutual coupling among subconductors of the bundle, the distributed nature of parameters and the current distribution through subconductors. The parameters are calculated and analyzed using the proposed alternative methodology and the classic procedure, based on equivalent conductor applying the concept of Geometric Mean Radius (GMR), for several bundled conductors, symmetric or nonsymmetric, conventional or non-conventional. Subsequently, the obtained results are compared to both methods and then it is possible to verify the efficacy of the proposed methodology and eventual situations where the classic methodology, based on RMG concept, presents inaccuracies due to the non-uniform distribution of the current in non-symmetric or non-conventional bundled conductors

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Afonso José do Prado / Banca: Lourenço Matias / Resumo: O presente trabalho descreve detalhadamente uma metodologia alternativa para o cálculo dos parâmetros longitudinais e transversais de um condutor múltiplo genérico, com base na configuração de um condutor equivalente. A metodologia proposta considera precisamente o acoplamento mútuo entre os subcondutores que compões o feixe, a natureza distribuída dos parâmetros e a distribuição da corrente, uniforme ou desigual, através dos subcondutores. São calculados e analisados os parâmetros utilizando a metodologia alternativa proposta e o procedimento clássico baseado na obtenção de um condutor equivalente aplicando o conceito do Raio Médio Geométrico (RMG), para diversos condutores múltiplos, sendo eles simétricos ou não simétricos, convencionais ou não-convencionais. Posteriormente, são comparados os resultados obtidos por ambos os métodos e a partir desses é possível comprovar a eficácia da metodologia proposta e eventuais situações em que a metodologia clássica, envolvendo o conceito do RMG, apresenta algumas imprecisões derivadas da distribuição não uniforme da corrente em condutores múltiplos assimétricos ou pouco convencionais / Abstract: The present work describes an alternative methodology to evaluate the longitudinal and transversal parameters of a generic bundled conductor, based on the configuration of an equivalent conductor. The proposed methodology considers precisely the mutual coupling among subconductors of the bundle, the distributed nature of parameters and the current distribution through subconductors. The parameters are calculated and analyzed using the proposed alternative methodology and the classic procedure, based on equivalent conductor applying the concept of Geometric Mean Radius (GMR), for several bundled conductors, symmetric or nonsymmetric, conventional or non-conventional. Subsequently, the obtained results are compared to both methods and then it is possible to verify the efficacy of the proposed methodology and eventual situations where the classic methodology, based on RMG concept, presents inaccuracies due to the non-uniform distribution of the current in non-symmetric or non-conventional bundled conductors / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-27Bitstream added on 2014-06-13T19:26:19Z : No. of bitstreams: 1 wedy_gf_me_ilha.pdf: 790523 bytes, checksum: 8836dfe828e124530d6a988987704e3f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um modelo de linha de transmissão bifásica diretamente no domínio do tempo, que leve em consideração o efeito corona e o efeito da freqüência sobre seus parâmetros longitudinais, utilizando os conceitos de variáveis de estado. Os parâmetros longitudinais de uma linha de transmissão dependentes da freqüência serão sintetizados por meio de funções racionais pelo método do Vector Fitting. Em seguida, as funções racionais que descrevem o comportamento dos parâmetros longitudinais serão associadas com um circuito elétrico equivalente, que será inserido em cada um dos circuitos . Para a validação do modelo desenvolvido levando em consideração o efeito da freqüência o mesmo foi comparado com o programa de estudo de transitórios eletromagnético Micotran do tipo EMTP. Utilizando o modelo matemático desenvolvido foi possível inserir através das equações de Gary e de Skilling-Umoto, o efeito corona nas simulações de transitórios eletromagnético. Ao termino do projeto, apresenta-se um modelo matemático de uma linha de transmissão que leva em conta o efeito da freqüência e o efeito corona. Tal modelo não necessita dos programas do tipo EMTP para simulação de transitórios em linhas de transmissão. / The objective of this work is to implement a computational model of two-phase transmission line directly in the time domain, which takes into account the corona effect and the effect of frequency on its longitudinal parameters, using the concepts of state variables. The longitudinal parameters of a frequency dependent transmission line are synthesized by rational functions using the Vector Fitting method. Then, the rational functions that describe the behavior of the longitudinal parameters will be associated with an equivalent electrical circuit, which is inserted in very circuit . Validating the model developed taking into account the effect of frequency, this model was compared to the Micotran program, a EMTP (Electromagnetic Transient Program) type program that is used for transient analyses in electrical networks. Through the developed mathematical model, it enter, through the equations of Gary and Skilling-Umoto, the corona effect in simulations of electromagnetic transients. At the end of the project, it is obtained a mathematical model of a transmission line that takes into account the effect of frequency and the corona effect. This model does not need the EMTP type programs for transient simulations in transmission lines.

Cette thèse présente l'étude de la réduction de modèles pour les réseaux électriques et les réseaux de transmission. Un point de vue mathématique a été adopté pour la réduction de modèles. Les réseaux électriques sont des réseaux immenses et complexes, dont l'analyse et la conception nécessite la simulation et la résolution de grands modèles non-linéaires. Dans le cadre du développement de réseaux électriques intelligents (smart grids) avec une génération distribuée de puissance, l'analyse en temps réel de systèmes complexes tels que ceux-ci nécessite des modèles rapides,fiables et précis. Dans la présente étude, nous proposons des méthodes de réduction de de modèles à la fois a priori et a posteriori, adaptées aux modèles dynamiques des réseaux électriques.Un accent particulier a été mis sur la dynamique transitoire des réseaux électriques, décrite par un modèle oscillant non linéaire et complexe. La non-linéarité de ce modèle nécessite une attention particulière pour bénéficier du maximum d'avantages des techniques de réduction de modèles.Initialement, des méthodes comme POD et LATIN ont été adoptées avec des degrés de succès divers. La méthode de TPWL, qui combine la POD avec des approximations linéaires multiples, a été prouvée comme étant la méthode de réduction de modèles la mieux adaptée pour le modèle dynamique oscillant.Pour les lignes de transmission, un modèle de paramètres distribués en domaine fréquentiel est utilisé. Des modèles réduits de type PGD sont proposés pour le modèle DP des lignes de transmission. Un problème multidimensionnel entièrement paramétrique a été formulé, avec les paramètres électriques des lignes de transmission inclus comme coordonnées additionnelles de la représentation séparée. La méthode a été étendue pour étudier la solution du modèle des lignes de transmission pour laquelle les paramètres dépendent de la fréquence. / This thesis presents the study of the model order reduction for power grids and transmission networks. The specific focus has been the transient dynamics. A mathematical viewpoint has been adopted for model reduction. Power networks are huge and complex network, simulation for power grid analysis and design require large non-linearmodels to be solved. In the context of developing “SmartGrids” with the distributed generation of power, real time analysis of complex systems such as these needs fast,reliable and accurate models. In the current study we propose model order reduction methods both a-priori and aposteriori suitable for dynamic models of power grids.The model that describes the transient dynamics of the power grids is complex non-linear swing dynamics model. The non-linearity of the swing dynamics model necessitates special attention to achieve maximum benefit from the model order reduction techniques. In the current research, POD and LATIN methods were applied initially with varying degrees of success. The method of TPWL has been proved as the best-suited model reduction method for swing dynamics model ; this method combines POD with multiple linear approximations.For the transmission lines, a distributed parameters model infrequency-domain is used. PGD based reduced-order models are proposed for the DP model of transmission lines. A fully parametric problem with electrical parameters of transmission lines included as coordinates of the separated representation. The method was extended to present the solution of frequency-dependent parameters model for transmission lines.