Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-04-25T18:11:05Z No. of bitstreams: 1 2015_PedroEliasWeberdeDeusAmaral.pdf: 7076659 bytes, checksum: 6de9dfe0cdfa56358ad5169613be97c6 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-28T17:29:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_PedroEliasWeberdeDeusAmaral.pdf: 7076659 bytes, checksum: 6de9dfe0cdfa56358ad5169613be97c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T17:29:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_PedroEliasWeberdeDeusAmaral.pdf: 7076659 bytes, checksum: 6de9dfe0cdfa56358ad5169613be97c6 (MD5) / A estabilidade de um sistema elétrico de potência é um dos requisitos para que as cargas do sistema sejam atendidas com qualidade e sem interrupções. O adequado monitoramento e o amortecimento dos modos de oscilação eletromecânica são fundamentais para o controle da estabilidade de um sistema elétrico. Esta dissertação apresenta um método para identificação de modos de oscilação eletromecânica cujo fundamento é baseado no princípio do Filtro de Kalman Estendido. Os modos são calculados a partir de parâmetros que também são estados do filtro. A metodologia é voltada para identificação de parâmetros característicos de sinais obtidos de PMU (PhasorMeasurementUnits). Todos os sinais obtidos e utilizados para testes são de baixa amplitude, conhecidos como dados de ambiente. A técnica proposta foi avaliada por meio de dois tipos de dados. Em um primeiro tipo, os sinais foram simulados. Com esta finalidade, utilizou-se o software Power System Toolbox (PST). Em outros testes, foram considerados dados de campo, obtidos de PMUs instaladas em baixa tensão localizados em universidades brasileiras em diversos estados. Considerando a natureza estocástica dos sinais, o método proposto identificou adequadamente os modos dominantes presentes nos dados de ambiente simulados do sistema teste, tanto em situações em que a frequência e amortecimento do modo eram fixos, quanto em situações em que os parâmetros do modo variavam ao longo do período de simulação. No caso dos resultados determinados para os dados de campo, foi identificada a presença de modo de oscilação dominante, na faixa entre 0,2 Hz e 0,4 Hz. Este é um modo interárea, característico do Sistema Interligado Nacional (SIN). Portanto, em ambos os testes a metodologia proposta mostrou-se adequada para identificação de modos dominantes a partir de dados de ambiente. / Power Systems must be stable for the system loads to be supplied continiously and with good quality. The proper monitoring and damping of electromechanical oscillation modes are fundamental for the power system stability control. This thesis presents a method for identification of electromechanical oscillation modes based on the Extended Kalman Filter. The modes are calculated from parameters which are also state variables of the filter. The methodology aims to identify characteristic parameters of signals obtained from PMU (Phasor Measurement Units). All the signals obtained and used in tests are low amplitude signals, also known as ambient data. The proposed methodology was evaluated by two kinds of data. In a first kind, the signals were simulated. For this purpose, it was used the Power System Toolbox software (PST). In the second kind, it was considered field data obtained from PMUs installed at low voltage in Brazilian universities in several states. Considering the stochastic nature of the data, the proposed method identified the dominant modes present in the simulated ambient data of the test system accordingly, both in situations in which the frequency and damping of the mode were fixed, as in situations in which the mode parameters varied throughout the period of simulation. In the case of the field data, the results identified the presence of dominant oscillation mode in the frequency range between 0,2 Hz and 0,4 Hz. This is an inter-area mode, characteristic of the Brazilian National Grid. Therefore, in both kinds of data, the proposed methodology was appropriate to identify dominant modes from ambient data.

O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a proteção de retaguarda de um Sistema Elétrico de Potência (SEP) de grande área, através de um Sistema de Medição Fasorial Sincronizado (SMFS). A metodologia é baseada no contínuo monitoramento e na proteção de um SEP de grande área voltada para linhas de transmissão. Pelo algoritmo de proteção de retaguarda implementado, fundamentado na filosofia de proteção diferencial que se baseia na detecção da inversão do fluxo de potência, detecta-se a linha de transmissão faltosa mediante os dados de tensão e corrente remotamente adquiridos pelo SMFS. As simulações sobre o SEP compreenderam todas as possibilidades de curtos-circuitos monofásicos, bifásicos e trifásicos, sem e com o envolvimento da terra, variando-se o ângulo de incidência e resistência da falta dentro de uma faixa de valores encontrada em situações reais. Os resultados encontrados na pesquisa mostram a eficiência da metodologia proposta, alcançando as prescrições primárias de um sistema de proteção (velocidade, confiabilidade, seletividade e sensibilidade). Neste contexto, concluiu-se que é factível a aplicação da metodologia proposta na proteção de retaguarda de um SEP caracterizado por uma grande área de cobertura, vindo a atender aos propósitos de um sistema de proteção digital, desde que esteja disponível uma confiável e veloz infraestrutura de comunicação para o tráfego dos dados necessários. / The present work aims to develop a methodology for large area Electric Power System (EPS) backup protection, through a Synchronized Phasor Measurement System (SPMS). The methodology is based on continuous monitoring and on the large area EPS protection focused on transmission lines. Through backup protection algorithm implemented, grounded on the differential protection philosophy, which is based on power flow inversion detection, detects the faulty transmission line through the remotely acquired voltage and current data by SPMS. The simulations in SEP discussed all the possibilities of single phase, two phase and three phase short-circuits, with and without the involvement of the ground, varying the fault incidence angle and resistance within a range of values commonly presented in real situation. The results found in this research show the efficiency of the proposed methodology, achieving the protection system primary requirements (speed, reliability, selectivity and sensitivity). In this context, it is concluded that it is feasible the proposed methodology application on the EPS backup protection characterized by a large coverage area, fulfilling the purposes of a digital protection system, since be available a reliable and fast communication infrastructure for the needed data traffic.

Esta tese investiga novas estratégias para a construção de modelos em tempo real de Sistemas Elétricos de Potência. Busca-se a melhoria das funções de Estimação de Estado e aplicações correlatas por meio da consideração da medição fasorial sincronizada, fornecida por dispositivos PMUs, em ambientes onde as regiões monitoradas são de domínios de empresas diferentes e cuja distribuição geográfica apresenta distâncias consideráveis, como é o caso brasileiro. Uma das tarefas mais críticas dentro deste contexto é a representação adequada de sistemas não monitorados, que devem ser modelados de forma precisa, robusta e, preferencialmente, considerando dados que são acessíveis ao operador. A incorporação de redes externas em estimação multiárea é efetuada por uma etapa adicional de estimação ou embutida diretamente nos processos iterativos locais, mediante, neste último caso, a exigência de contínuos fluxos de dados entre áreas. No entanto, constata-se, neste estudo, que modelos clássicos de Equivalentes Externos reduzidos, particularmente os modelos tipo Ward, atendem satisfatoriamente aos requisitos computacionais e de precisão do problema, desde que sejam devidamente atualizados a cada mudança do ponto de operação. Desta forma, considerando sincrofasores de tensão e de corrente coletados por PMUs em regiões de fronteira, desenvolve-se um modelo de Estimação de Estado Descentralizada em que a etapa de pós-processamento por agentes externos independentes é removida, permitindo a obtenção do estado interconectado em um único passo, sem intercâmbio de dados operacionais em tempo real. Dois modelos são implementados, que diferem essencialmente na forma de tratamento dos dados de equivalentes externos. A metodologia é codificada em linguagem C++, sendo validada nos Sistemas IEEE de 14, 30 e 118 barras sob várias configurações de medição e de particionamento, mediante análise estatística e comparação de estimativas com valores de referência. Os resultados obtidos indicam a viabilidade da proposta para o fornecimento de modelos de estimação de estado mais confiáveis, adaptados à atual tendência de descentralização de redes elétricas, sem grandes alterações nas funções já existentes e sob um custo computacional reduzido. Sugerem também a factibilidade do tratamento conjunto das funções relacionadas a Estimação de Estado e Equivalentes Externos. / New approaches for the real time modelling of Power Systems are investigated in this work. The improvement of State Estimation and related functions is pursued with the aid of synchronized measurements gathered by PMU devices, in a multi-owner environment where utilities are independent and distributed across large distances, as in the Brazilian interconnected system case. One of the critical tasks on this subject is the correct representation of non-monitored networks in precise and feasible way, where less data traffic between operators is preferable. In Multiarea State Estimation, the incorporation of external networks is usually performed as the additional estimation phase or directly included in local estimation models by means of inter-area communication channels. This research shows that classic models of External Equivalents, specially Ward types, meet the computational and precision requirements of the problem if they are correctly updated after changes in the operating point. Thus, by using voltage and current synchrophasors measured by boundary PMUs, a Decentralized State Estimation model is developed, where the need for a post-processing higher coordination step is suppressed, allowing the interconnected state to be found rapidly, in a single step and with no real time data exchange. Two strategies of including on-line information about External Equivalents are proposed, taking it as regular measurements or constraints to be imposed in the classical formulation. A computational software coded in C++ language is built to support the models, which are validated with the IEEE-14, 30 and 118 test bed systems, under several placement strategies and split network schemes. A consistent statistical analysis of the results is also performed, where outcomes are compared with reference values of a regular estimator. Results indicate the feasibility to generate reliable and robust real time models, without significant changes in existing energy management applications, and also shows the greater benefits of integrating State Estimation and External Equivalents into a single framework.

Esta tese investiga novas estratégias para a construção de modelos em tempo real de Sistemas Elétricos de Potência. Busca-se a melhoria das funções de Estimação de Estado e aplicações correlatas por meio da consideração da medição fasorial sincronizada, fornecida por dispositivos PMUs, em ambientes onde as regiões monitoradas são de domínios de empresas diferentes e cuja distribuição geográfica apresenta distâncias consideráveis, como é o caso brasileiro. Uma das tarefas mais críticas dentro deste contexto é a representação adequada de sistemas não monitorados, que devem ser modelados de forma precisa, robusta e, preferencialmente, considerando dados que são acessíveis ao operador. A incorporação de redes externas em estimação multiárea é efetuada por uma etapa adicional de estimação ou embutida diretamente nos processos iterativos locais, mediante, neste último caso, a exigência de contínuos fluxos de dados entre áreas. No entanto, constata-se, neste estudo, que modelos clássicos de Equivalentes Externos reduzidos, particularmente os modelos tipo Ward, atendem satisfatoriamente aos requisitos computacionais e de precisão do problema, desde que sejam devidamente atualizados a cada mudança do ponto de operação. Desta forma, considerando sincrofasores de tensão e de corrente coletados por PMUs em regiões de fronteira, desenvolve-se um modelo de Estimação de Estado Descentralizada em que a etapa de pós-processamento por agentes externos independentes é removida, permitindo a obtenção do estado interconectado em um único passo, sem intercâmbio de dados operacionais em tempo real. Dois modelos são implementados, que diferem essencialmente na forma de tratamento dos dados de equivalentes externos. A metodologia é codificada em linguagem C++, sendo validada nos Sistemas IEEE de 14, 30 e 118 barras sob várias configurações de medição e de particionamento, mediante análise estatística e comparação de estimativas com valores de referência. Os resultados obtidos indicam a viabilidade da proposta para o fornecimento de modelos de estimação de estado mais confiáveis, adaptados à atual tendência de descentralização de redes elétricas, sem grandes alterações nas funções já existentes e sob um custo computacional reduzido. Sugerem também a factibilidade do tratamento conjunto das funções relacionadas a Estimação de Estado e Equivalentes Externos. / New approaches for the real time modelling of Power Systems are investigated in this work. The improvement of State Estimation and related functions is pursued with the aid of synchronized measurements gathered by PMU devices, in a multi-owner environment where utilities are independent and distributed across large distances, as in the Brazilian interconnected system case. One of the critical tasks on this subject is the correct representation of non-monitored networks in precise and feasible way, where less data traffic between operators is preferable. In Multiarea State Estimation, the incorporation of external networks is usually performed as the additional estimation phase or directly included in local estimation models by means of inter-area communication channels. This research shows that classic models of External Equivalents, specially Ward types, meet the computational and precision requirements of the problem if they are correctly updated after changes in the operating point. Thus, by using voltage and current synchrophasors measured by boundary PMUs, a Decentralized State Estimation model is developed, where the need for a post-processing higher coordination step is suppressed, allowing the interconnected state to be found rapidly, in a single step and with no real time data exchange. Two strategies of including on-line information about External Equivalents are proposed, taking it as regular measurements or constraints to be imposed in the classical formulation. A computational software coded in C++ language is built to support the models, which are validated with the IEEE-14, 30 and 118 test bed systems, under several placement strategies and split network schemes. A consistent statistical analysis of the results is also performed, where outcomes are compared with reference values of a regular estimator. Results indicate the feasibility to generate reliable and robust real time models, without significant changes in existing energy management applications, and also shows the greater benefits of integrating State Estimation and External Equivalents into a single framework.

O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a proteção de retaguarda de um Sistema Elétrico de Potência (SEP) de grande área, através de um Sistema de Medição Fasorial Sincronizado (SMFS). A metodologia é baseada no contínuo monitoramento e na proteção de um SEP de grande área voltada para linhas de transmissão. Pelo algoritmo de proteção de retaguarda implementado, fundamentado na filosofia de proteção diferencial que se baseia na detecção da inversão do fluxo de potência, detecta-se a linha de transmissão faltosa mediante os dados de tensão e corrente remotamente adquiridos pelo SMFS. As simulações sobre o SEP compreenderam todas as possibilidades de curtos-circuitos monofásicos, bifásicos e trifásicos, sem e com o envolvimento da terra, variando-se o ângulo de incidência e resistência da falta dentro de uma faixa de valores encontrada em situações reais. Os resultados encontrados na pesquisa mostram a eficiência da metodologia proposta, alcançando as prescrições primárias de um sistema de proteção (velocidade, confiabilidade, seletividade e sensibilidade). Neste contexto, concluiu-se que é factível a aplicação da metodologia proposta na proteção de retaguarda de um SEP caracterizado por uma grande área de cobertura, vindo a atender aos propósitos de um sistema de proteção digital, desde que esteja disponível uma confiável e veloz infraestrutura de comunicação para o tráfego dos dados necessários. / The present work aims to develop a methodology for large area Electric Power System (EPS) backup protection, through a Synchronized Phasor Measurement System (SPMS). The methodology is based on continuous monitoring and on the large area EPS protection focused on transmission lines. Through backup protection algorithm implemented, grounded on the differential protection philosophy, which is based on power flow inversion detection, detects the faulty transmission line through the remotely acquired voltage and current data by SPMS. The simulations in SEP discussed all the possibilities of single phase, two phase and three phase short-circuits, with and without the involvement of the ground, varying the fault incidence angle and resistance within a range of values commonly presented in real situation. The results found in this research show the efficiency of the proposed methodology, achieving the protection system primary requirements (speed, reliability, selectivity and sensitivity). In this context, it is concluded that it is feasible the proposed methodology application on the EPS backup protection characterized by a large coverage area, fulfilling the purposes of a digital protection system, since be available a reliable and fast communication infrastructure for the needed data traffic.

Este trabalho tem o objetivo de apresentar o desenvolvimento de uma metodologia para a proteção de retaguarda de linhas de transmissão de grandes áreas, utilizando dados de um Sistema de Medição Fasorial Sincronizada. O estudo se justifica devido à contínua expansão dos Sistemas de Transmissão, tais como os que fazem parte do Sistema Interligado Nacional. Vale esclarecer que esta expansão pode vir a dificultar a operação e controle do mesmo, o que faz com que seja necessário, um sistema de proteção cada vez mais confiável, que diminua o impacto de eventos danosos de grande porte, e que atenda aos requisitos de um sistema de proteção de grandes áreas. Neste contexto, o modelo do sistema elétrico de potência em análise foi implementado computacionalmente a partir do RSCAD, ambiente computacional e interface gráfica do RTDS® (Real Time Digital Simulator). Como principal passo, o algoritmo desenvolvido verifica a variação da potência ativa em todos os barramentos monitorados do sistema de transmissão e, de acordo com tal variação, associada ao estado dos dois extremos da linha, detecta e aponta a localização de uma situação de falta. Pelos resultados obtidos, a metodologia se mostrou eficiente na detecção e localização da falta em linhas de transmissão para sistemas de grandes áreas. Toda a metodologia desenvolvida, considerações adotadas e os promissores resultados observados serão reportados neste documento. / This work aims to present the development of a methodology for wide area transmission line backup protection, using Synchronized Phasor Measurement Systems. This study is justified due to continuous expansion of Transmission Systems, such as those which are part of the National Interconnected System. It is worth clarifying that this expansion might difficult system operation and control, which makes necessary to have an increasingly reliable protection system, that minimizes the impact of large dangerous events, and, at the same time, supplies the requirements of a wide area protection system. Within this context, the electrical system model under analysis was implemented through RSCAD, which is a RTDS® (Real Time Digital Simulator) computing environment and graphical interface. As main step, the developed algorithm verifies the active power variation in all monitored buses of the transmission system and then, according to such variation, associated with the communication of the variation state of both line sides, detects and indicates the localization of a faulting condition. According to the results obtained, the methodology has shown its efficiency in transmission line faults detection and localization for wide areas of electrical power systems. The entire developed methodology, considerations adopted and promising outcomes will be reported along this document.

Este trabalho tem o objetivo de apresentar o desenvolvimento de uma metodologia para a proteção de retaguarda de linhas de transmissão de grandes áreas, utilizando dados de um Sistema de Medição Fasorial Sincronizada. O estudo se justifica devido à contínua expansão dos Sistemas de Transmissão, tais como os que fazem parte do Sistema Interligado Nacional. Vale esclarecer que esta expansão pode vir a dificultar a operação e controle do mesmo, o que faz com que seja necessário, um sistema de proteção cada vez mais confiável, que diminua o impacto de eventos danosos de grande porte, e que atenda aos requisitos de um sistema de proteção de grandes áreas. Neste contexto, o modelo do sistema elétrico de potência em análise foi implementado computacionalmente a partir do RSCAD, ambiente computacional e interface gráfica do RTDS® (Real Time Digital Simulator). Como principal passo, o algoritmo desenvolvido verifica a variação da potência ativa em todos os barramentos monitorados do sistema de transmissão e, de acordo com tal variação, associada ao estado dos dois extremos da linha, detecta e aponta a localização de uma situação de falta. Pelos resultados obtidos, a metodologia se mostrou eficiente na detecção e localização da falta em linhas de transmissão para sistemas de grandes áreas. Toda a metodologia desenvolvida, considerações adotadas e os promissores resultados observados serão reportados neste documento. / This work aims to present the development of a methodology for wide area transmission line backup protection, using Synchronized Phasor Measurement Systems. This study is justified due to continuous expansion of Transmission Systems, such as those which are part of the National Interconnected System. It is worth clarifying that this expansion might difficult system operation and control, which makes necessary to have an increasingly reliable protection system, that minimizes the impact of large dangerous events, and, at the same time, supplies the requirements of a wide area protection system. Within this context, the electrical system model under analysis was implemented through RSCAD, which is a RTDS® (Real Time Digital Simulator) computing environment and graphical interface. As main step, the developed algorithm verifies the active power variation in all monitored buses of the transmission system and then, according to such variation, associated with the communication of the variation state of both line sides, detects and indicates the localization of a faulting condition. According to the results obtained, the methodology has shown its efficiency in transmission line faults detection and localization for wide areas of electrical power systems. The entire developed methodology, considerations adopted and promising outcomes will be reported along this document.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-01-03T12:10:09Z No. of bitstreams: 1 matheusalbertodesouza.pdf: 12016608 bytes, checksum: 7403ebccb4f05e67a5f65a371f64f7e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2017-01-31T10:31:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 matheusalbertodesouza.pdf: 12016608 bytes, checksum: 7403ebccb4f05e67a5f65a371f64f7e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T10:31:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 matheusalbertodesouza.pdf: 12016608 bytes, checksum: 7403ebccb4f05e67a5f65a371f64f7e4 (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia para a detecção de perdas comerciais de energia em sistemas de distribuição, bem como a identificação do usuário fraudulento em Infraestruturas Avançadas de Medição, próprias de Smart Grids. ParaaetapadedetecçãodeperdascomerciaisdeenergiaéutilizadoumEstimadorEstático de Estados Trifásico baseado em Medições Fasoriais Sincronizadas (Phasor Measurements Units - PMUs). Essa etapa visa detectar os transformadores na rede de distribuição, os quais, apresentam indícios de furtos/fraudes de energia, através da observância da curva de carga estimada. A próxima etapa visa identificar os consumidores, conectados aos transformadores suspeitos, que cometem o ato ilícito. Para isto, treinou-se uma Rede Neural Artificial (RNA) de Kohonen para clusterizar os consumidores honestos de acordo compadrõesdeconsumosemelhantes,apartirdedadosdeconsumoprovenientesdosSmart Meters decadacliente. ParacadaclassedefinidapelaRNAdeKohonencriou-seumaRNA MultiLayer Perceptron (MLP) para fins de classificação dos consumidores em duas classes, honestos ou fraudulentos. As duas grandes contribuições do trabalho estão em utilizar a técnica de detecção para diminuir o número de Falsos Positivos (FP) das metodologias de classificação, sem a necessidade de medições individuais nos transformadores, e a utilização de RNAs a partir de dados de medições do sistema de distribuição de forma robusta, em que não há a necessidade de medições sem perdas comerciais de energia para todos os consumidores do sistema. A forma de tratamento dos dados de medições ainda possibilita manter a privacidade dos usuários, questão bastante debatida no cenário mundial. Foram realizados testes para a etapa de detecção de perdas comerciais com os sistemas IEEE 33 Barras e IEEE 70 barras. Para a etapa de identificação do consumidor fraudulento foram utilizados dados de consumo reais de mais de 5000 consumidores provenientes de Smart Meters liberados pela Autoridade de Eletricidade e Energia Sustentável da Irlanda. Os testes mostraram bons resultados tornando a metodologia proposta aplicável na detecção e identificação de perdas comerciais de energia elétrica em Smart Grids. / This work aims to present a methodology for the detection of energy theft in distribution systems as well as the identification of the fraudulent users considering Advanced Metering Infrastructure, widely used in Smart Grids. For the stage of energy theft detection, a Static Three Phase State Estimator based on Synchronised Phasor Measurement Units (PMUs) is used. This step aims to detect the transformers in the distribution network, which have evidence of energy theft, by observing the estimated load curve. The next step is to identify consumers, connected to suspected transformers, which are stealing energy. For this, a Kohonen Artificial Neural Network (ANN) was trained to clustering honest consumers according to similar patterns of consumption, with the consumption data from the Smart Meters at every customer. For each class defined by the Kohonen ANN a MultiLayer Perceptron (MLP) ANN for classification of consumers into two classes, honest or fraudulent was created. The two major contributions of this work are the use of energy theft detection technique to reduce the number of false positives (FP) from the classification methods, without the need for individual measurements on the transformers, andtheuseofANNfromdistributionsystemmeasurementsmakethetechiniquerobust, in which there is no need for measurements without comercial loss of energy for all consumers. The way that the measurement data is treated allows maintaining the privacy of the consumers which is a debated question on the world. Tests were conducted for energy theft detection step with IEEE 33 Buses and IEEE 70 Buses systems. For the fraudulent user identification step, actual consumption data were used over 5000 consumers from their SmartMetersreleasedbytheElectricityAuthorityandSustainableEnergyofIreland. The tests showed good results making the proposed methodology applicable in the detection and identification of energy theft in Smart Grids.

Esta proposta de pesquisa visa avaliar métodos de projeto de controladores em dois níveis, composto por controladores descentralizados e centralizado, utilizando sinais de medição fasorial sincronizada. Pesquisas iniciais foram realizadas utilizando a abordagem baseada na resolução da equação de Riccati num sistema multimáquinas, considerando aquisição de dados via medição fasorial sincronizada e atrasos de tempo nos canais de comunicação da entrada e da saída do controlador centralizado. Esta pesquisa propõe o projeto e avaliação de controladores centralizados através das abordagens baseadas na resolução da equação de Riccati, Desigualdades Matriciais Lineares e Algoritmos Genéticos. O projeto consiste em obter um controlador centralizado robusto a variações de carga e topologia do sistema, além de possíveis perdas de links de comunicação da entrada e da saída do controlador centralizado com o sistema elétrico. A fim de verificar a eficácia das abordagens de projeto foram utilizados o Sistema Equivalente Sul-Sudeste Brasileiro e o Sistema Simplificado Australiano. Além disso, simulações dinâmicas dos sistemas com aplicação de contingências foram realizadas com o propósito de se avaliar os controladores centralizados obtidos através de um modelo linear. Os resultados alcançados mostram semelhança e eficiência das abordagens quando se consideram múltiplos pontos de operação do sistema. A abordagem baseada em Algoritmos Genéticos se sobressai de acordo com os resultados obtidos para os sistemas-teste mencionados por propiciar um controlador centralizado robusto a múltiplos pontos de operação e possíveis perdas de links de comunicação. / This research proposal aims to compare control design methods on two levels, consisting of centralized and decentralized controllers, using signals synchronized phasor measurement. Initial researches have been conducted using the approach in solving the Riccati equation in a multi-machine system, considering data acquisition via synchronized phasor measurement and time delays in the communication channels of input and output of the centralized controller. This research proposes the design and comparison of centralized controllers through approaches based on resolution of the Riccati equation, Linear Matrix Inequalities and Genetic Algorithms. The project is to achieve a robust centralized controller to load variations and system topology changes and possible loss of communication of the input and output of the centralized controller with the electrical system. In order to verify the effectiveness of design approaches were used the Southern-Southeastern Brazil Equivalent Equivalent and Australian Simplified System. In addition, simulations of the dynamic systems with application of contingency were performed in order to evaluate the centralized controlling obtained by a linear model. The results show similarity and efficiency of the approaches when considering multiple system operating points. The Genetic Algorithms-based approach stands out according to the results obtained for the test systems mentioned, as demonstrated by the results, because it provides a robust centralized controller to multiple points of operation and possible loss of communication links.

Esta proposta de pesquisa visa avaliar métodos de projeto de controladores em dois níveis, composto por controladores descentralizados e centralizado, utilizando sinais de medição fasorial sincronizada. Pesquisas iniciais foram realizadas utilizando a abordagem baseada na resolução da equação de Riccati num sistema multimáquinas, considerando aquisição de dados via medição fasorial sincronizada e atrasos de tempo nos canais de comunicação da entrada e da saída do controlador centralizado. Esta pesquisa propõe o projeto e avaliação de controladores centralizados através das abordagens baseadas na resolução da equação de Riccati, Desigualdades Matriciais Lineares e Algoritmos Genéticos. O projeto consiste em obter um controlador centralizado robusto a variações de carga e topologia do sistema, além de possíveis perdas de links de comunicação da entrada e da saída do controlador centralizado com o sistema elétrico. A fim de verificar a eficácia das abordagens de projeto foram utilizados o Sistema Equivalente Sul-Sudeste Brasileiro e o Sistema Simplificado Australiano. Além disso, simulações dinâmicas dos sistemas com aplicação de contingências foram realizadas com o propósito de se avaliar os controladores centralizados obtidos através de um modelo linear. Os resultados alcançados mostram semelhança e eficiência das abordagens quando se consideram múltiplos pontos de operação do sistema. A abordagem baseada em Algoritmos Genéticos se sobressai de acordo com os resultados obtidos para os sistemas-teste mencionados por propiciar um controlador centralizado robusto a múltiplos pontos de operação e possíveis perdas de links de comunicação. / This research proposal aims to compare control design methods on two levels, consisting of centralized and decentralized controllers, using signals synchronized phasor measurement. Initial researches have been conducted using the approach in solving the Riccati equation in a multi-machine system, considering data acquisition via synchronized phasor measurement and time delays in the communication channels of input and output of the centralized controller. This research proposes the design and comparison of centralized controllers through approaches based on resolution of the Riccati equation, Linear Matrix Inequalities and Genetic Algorithms. The project is to achieve a robust centralized controller to load variations and system topology changes and possible loss of communication of the input and output of the centralized controller with the electrical system. In order to verify the effectiveness of design approaches were used the Southern-Southeastern Brazil Equivalent Equivalent and Australian Simplified System. In addition, simulations of the dynamic systems with application of contingency were performed in order to evaluate the centralized controlling obtained by a linear model. The results show similarity and efficiency of the approaches when considering multiple system operating points. The Genetic Algorithms-based approach stands out according to the results obtained for the test systems mentioned, as demonstrated by the results, because it provides a robust centralized controller to multiple points of operation and possible loss of communication links.