Este trabalho apresenta uma metodologia para a alocação de fontes de reativos em sistemas de energia elétrica. A metodologia é baseada no multiplicador de Lagrange, o qual indica a sensibilidade entre a função objetivo perdas de potência ativa na transmissão, e as restrições injeções de potência reativa. Os multiplicadores de Lagrange são obtidos impondo-se as condições de estacionaridade à função Lagrangeana Aumentada, a qual é associada ao problema de Fluxo de Carga Ótimo. A metodologia é comparada com o método Simplex e com o sistema original. Testes foram realizados com os sistemas AEP14 e AEP30 que mostraram a eficiência da metodologia. / This work presents a methodology for the allocation of reactive sources in electrical power systems. The methodology is based on Lagrange\'s multiplier that points out the sensibility between the objective function - transmission active power loss and the constraints reactive power injections. The Lagrange\'s multipliers are obtained by imposing the conditions of stationarity at Augmented Lagrangeana function, that is connected to the Optimal Load Flow problem. The methodology is compared with the Simplex method and the original system. Tests were canied out with AEP14 and AEP30 systems, that showed the efficiency of the methodology.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Among the new-found data about the availability of fossil fuels, which affirms that oil and natural gas sources will be almost depleted in the next century and the coal in the following two centuries. There is a global pursuit about new ways to produce energy. Another important fact that ratify this quest, lies at rise of the environment imbalance arouse from the burn of fossil fuels which, through the greenhouse effect, leads, for instance, to melting glaciers and increasing the temperature in the earth. The wind power, already used to move ships since antiquity is a relevant alternative way to produce energy, since it dispose of, at least, two great advantages, namely, it is endless and produce low negative consequences to environment. A place is considered to be good to receive the wind power engines called wind turbines, which convert the wind kinetic energy in electricity, if it is a ground plane with little amount of barriers. The sea, especially the regions far from the coast, satisfy the two latter requirement, and, furthermore, it is a place in which there are less obstructions about the noise pollution from the offshore wind turbines and there is not concern about deceases arouse in people who leave near of wind farms. In order to install the wind turbines in those spots away from the seashore, is required that its towers must be attached at the sea floor or must be develop a system that allow the turbine to float. Therefore the objective of the present work is to develop a structural modelling of the Monopile, TLP (Tension Leg Platform) and Spar type wind turbines subject using Finite Element Methods with the coupling method accomplished by Localized Lagrange Multipliers, jointly with the software SolidWorks and Autocad (drawing creation), ANSYS (mesh development) and Matlab (solver). The obtained results are relevant since such models are those which are most commonly used in offshore wind power plants. Lastly, due to the use of the latter coupling method, there is not the requisition to develop the study using meshes that agree each other. On the contrary, the analysis can be performed with non match meshes adjusting them with the Zero Moment Rule described in this present study. / Diante dos mais recentes dados com respeito a quantidade de combustÃveis fÃsseis ainda disponÃveis na natureza, os quais atestam que nÃo hà mais nem um sÃculo sequer para que o petrÃleo e o gÃs natural sejam praticamente extintos e que as reservas de carvÃo mineral suprirÃo somente mais 2 sÃculos de consumo, levando em conta o gasto atual. A preocupaÃÃo quanto a novas formas de extraÃÃo de energia se tornam necessÃrias e urgentes. Outro importante fator que ratifica o imediatismo de se buscar diferentes fontes de energia em detrimento de combustÃvel fÃssil, à o fato de que as emissÃes intrÃnsecas à sua queima estÃo gerando desequilÃbrio no clima global pela intensificaÃÃo do efeito estufa, apontado como um dos principais contribuidores do derretimento de geleiras e aquecimento da temperatura da terra. A energia eÃlica, jà utilizada desde a antiguidade para auxÃlio de locomoÃÃo de embarcaÃÃes e em moinhos de vento, se mostra uma alternativa de extrema relevÃncia, jà que, ela nÃo à portadora dos dois problemas crÃticos citados anteriormente. A saber, ela à infindÃvel e tem baixa consequÃncia negativa ao meio ambiente. Quanto aos locais que oferecem maior rendimento e produÃÃo para instalaÃÃo dos aerogeradores, responsÃveis pela conversÃo da energia cinÃtica do vento em energia elÃtrica, sÃo os que dispÃem de terreno mais plano e ausente de barreiras que impeÃam a continuidade do fluxo de vento. O mar, sobretudo as regiÃes mais distantes da costa, satisfazem Ãs duas necessidades citadas anteriormente, e, ainda se tratam de um local no qual nÃo hà a preocupaÃÃo quanto a poluiÃÃo sonora gerada pelos aerogeradores e nem com distÃrbios e doenÃas que possam ser desencadeadas em pessoas que residam pertos de grandes parques Ãolicos. A utilizaÃÃo de aerogeradores no mar (offshore) distantes da costa, e por conseguinte, em grandes profundidades, requer torres de sustentaÃÃo fixadas ao solo ou um sistema que proporcione que a turbina flutue. Diante do exposto, o trabalho em questÃo tem por objetivo realizar a modelagem estrutural do aerogerador flutuante (Spar), do portador de torre de tripà e do modelo monopile, sujeitos a carregamentos decorrentes de situaÃÃes normais e extremas, utilizando os mÃtodos dos Elementos Finitos juntamente com o MÃtodo de Acoplamento por Multiplicadores de Lagrange Localizados, atrelados aos softwares SolidWorks e Autocad (criaÃÃo do desenho), ANSYS (malha) e Matlab (solver). E, em decorrÃncia do fato da utilizaÃÃo do mÃtodo de acoplamento, nÃo hà necessidade de que as malhas dos subdomÃnios envolvidos sejam coincidentes. Pelo contrÃrio, pode-se utilizar malhas nÃo encaixantes para discretizar o sistema e, nas regiÃes onde hà contato entre malhas que nÃo coicidem, aplica-se a Regra do Momento Zero, descrita no presente trabalho. Nesse tipo de abordagem, pode haver uma separaÃÃo dos cÃdigos computacionais utilizados para o fluido e para a estrutura, os quais sÃo inicialmente tratados como entidades individuais e sà apÃs terem sido discretizados à que a informaÃÃo sobre suas malhas à recebida pela parte do cÃdigo responsÃvel por realizar o acoplamento dos subdomÃnios. Problemas de malhas que nÃo se encaixam podem surgir por diversos motivos, dentre eles, o fato de um subdomÃnio requerer uma malha mais refinada do que outros para que dele resultem resultados acurados. Pesquisadores de diferentes Ãreas podem gerar malhas separadas de distintos subdomÃnios e desejarem unÃ-los pelo mÃtodo abordado nesse trabalho em uma simulaÃÃo, ou a conformidade das malhas pode requerer muito tempo dispendido devido ao grande esforÃo computacional para a geraÃÃo de malhas conformes. Por fim, a aplicaÃÃo do mÃtodo produz resultados de grande relevÃncia, visto que, os modelos a que dizem respeito sÃo os mais comumente utilizados em projetos de aproveitamento de energia eÃlica offshore.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-12-21T10:50:23Z No. of bitstreams: 1 flaviarodriguesdonascimento.pdf: 1211614 bytes, checksum: ab9ba99ac0572dc9242451b399b808c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-12-22T12:00:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 flaviarodriguesdonascimento.pdf: 1211614 bytes, checksum: ab9ba99ac0572dc9242451b399b808c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T12:00:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 flaviarodriguesdonascimento.pdf: 1211614 bytes, checksum: ab9ba99ac0572dc9242451b399b808c5 (MD5) Previous issue date: 2011-09-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A programação diária da operação de sistemas termoelétricos de geração consiste em determinar uma estratégia de despacho das unidades geradoras para atender a demanda de energia, satisfazendo as restrições operacionais e funcionais do sistema elétrico de potência. O problema pode ser dividido em dois subproblemas: (i) referente à determinação das unidades que devem estar em operação mediante a demanda solicitada, “Thermal Unit Commitment” e (ii) referente à determinação da potência gerada por cada uma das unidades colocadas em serviço, “Despacho Econômico”. Devido à variação de carga ao longo do tempo, a programação da operação envolve decisões do sistema de geração a cada hora, dentro do horizonte de um dia a duas semanas. Os estudos relacionados às técnicas de otimização bio-inspiradas, utilizadas na resolução da programação diária da operação de sistemas termoelétricos de geração, apontam que a combinação entre os métodos computacionais biologicamente inspirados com outras técnicas de otimização tem papel importante na obtenção de melhores soluções em um menor tempo de processamento. Seguindo esta linha de pesquisa, o presente trabalho faz uso de uma metodologia baseada na otimização por colônia de formiga para a minimização do custo da programação diária de operação de unidades termoelétricas. O modelo proposto utiliza uma Matriz de Sensibilidade (MS) baseada nas informações fornecidas pelos multiplicadores de Lagrange a fim de melhorar o processo de busca bio-inspirado. Desta forma, um percentual dos indivíduos da colônia faz uso destas informações no processo evolutivo da colônia. Os resultados alcançados através das simulações indicam que a utilização da MS resulta em soluções de qualidade com um número reduzido de indivíduos. / The daily schedule of thermoelectric systems consists of determining the strategy to set the generation units to be put in operation to meet the load, meeting also the operational and functional constraints of the respective power system. This problem can be split into two subproblems: (i) schedule of units that must operate in accordance with a given load, or Thermal Unit Commitment and (ii) set the power generation for each committed unit, or Economical Schedule. Due to load variations the schedule involves hourly generation decisions, in a horizon that varies from one day to two weeks. Researches related to bio-inspired optimization strategies applied to the daily thermal system operation show that the combination between bio-inspired computing techniques and other optimization methods has an important role in order to obtain better solutions in a shorter computing time. Following this, the present work makes use of a methodology based on Ant Colony Optimization to minimize the costs of the thermal system daily scheduling. This proposed method uses a Sensitivity Matrix (SM) based on information from Lagrange Multipliers related to the problem in order to improve the bio-inspired process. In this way, a percentage of the individuals make use of the provided information in the colony evolution process. The results obtained through those simulations indicate that the use of the SM presents better quality solutions with a reduced number of individuals.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-01-06T17:13:56Z No. of bitstreams: 1 raphaelpaulobragapoubel.pdf: 14885655 bytes, checksum: 55ce1d3cf1619213e5c2364f54de5a50 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2017-01-31T11:24:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 raphaelpaulobragapoubel.pdf: 14885655 bytes, checksum: 55ce1d3cf1619213e5c2364f54de5a50 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T11:24:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 raphaelpaulobragapoubel.pdf: 14885655 bytes, checksum: 55ce1d3cf1619213e5c2364f54de5a50 (MD5) Previous issue date: 2016-07-04 / O presente trabalho propõe um modelo não linear inteiro misto para o planejamento dinâmico da expansão da transmissão. Para a representação do modelo, se fez uso do fluxo de carga CC. As equações básicas do fluxo CC foram modificadas e expandidas de forma a incluir as variáveis de decisão e o acoplamento temporal entre os investimentos. Para a solução do modelo, de forma a mitigar as dificuldades inerentes à programação inteira, foram propostas técnicas de solução passo a passo. Em cada uma das técnicas as variáveis inteiras foram substituídas por uma função contínua de forma a se obter tempos computacionaisviáveis. Adiscretizaçãodasvariáveisinteirassedácomoauxíliodeíndices de sensibilidade apropriados, calculados a partir do modelo acoplado. O trabalho também investiga metodologias para o planejamento dinâmico de linhas de transmissão, buscando um equilíbrio entre a economia e a confiabilidade no processo de decisão dos investimentos. O critério determinístico N-1 foi escolhido para garantir maior confiabilidade ao sistema. / This work proposes a non-linear mixed integer model for dynamic transmission lines expansion planning. The DC load flow was used to represent the model. The basic equationsoftheDCloadflowweremodifiedandexpandedtoincludethedecisionvariables and the temporal coupling between investments. For the model solution, in order to mitigate the difficulties inherent of integer programming, step-by-step processes were proposed. In each of the techniques the integer variables have been replaced with a continuous function to obtain viable computational time. The discretization of the integer variables is made with the aid of appropriate sensitivity indexes, calculated from the coupled model. The work also suggests methods for dynamic transmission planning, seeking a balance between the economy and reliability in the investment decision process. The N-1 deterministic criteria was chosen to ensure system reliability.

Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo de alocação de unidades termoelétricas em sistemas elétricos de potência (SEP). O fluxo de potencia ótimo (FPO) foi utilizado para se obter o ponto ótimo de operação para o sistema e os multiplicadores de Lagrange associados às restrições. Os multiplicadores de Lagrange indicam a sensibilidade entre a função objetivo e a restrição a ele associada. Esta sensibilidade indica, quais as barras do sistema, são candidatas à alocação de novas usinas termoelétricas. Testes nos sistemas de 5 barras, IEEE 14 barras, IEEE 30 barras, equivalente CESP 440 kV de 53 barras e IEEE 118 barras comprovam a eficiência da abordagem, a qual poderá ser utilizada em estudos de planejamento da expansão do sistema. / The aim of this paper is to present a study of thermoelectrical generation allocation in electric power systems. The optimal power flow (OPF) was used to evaluate the optimal operation point for the power system and also Lagrange multipliers associated with the constraints. The Lagrange multipliers are the sensitivity between the objective function and its constraints. This sensitivity is used to verify in a power system where is the best place to incentive the allocation of new thermoelectrical power plants. Tests on the systems: 5 buses, IEEE 14 buses, IEEE 30 buses, equivalent CESP 440kV 53 buses and IEEE 118 buses showed the efficiency of the presented approach. This method of analyzing the system can be used in study of expansion planning system.

Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo de alocação de unidades termoelétricas em sistemas elétricos de potência (SEP). O fluxo de potencia ótimo (FPO) foi utilizado para se obter o ponto ótimo de operação para o sistema e os multiplicadores de Lagrange associados às restrições. Os multiplicadores de Lagrange indicam a sensibilidade entre a função objetivo e a restrição a ele associada. Esta sensibilidade indica, quais as barras do sistema, são candidatas à alocação de novas usinas termoelétricas. Testes nos sistemas de 5 barras, IEEE 14 barras, IEEE 30 barras, equivalente CESP 440 kV de 53 barras e IEEE 118 barras comprovam a eficiência da abordagem, a qual poderá ser utilizada em estudos de planejamento da expansão do sistema. / The aim of this paper is to present a study of thermoelectrical generation allocation in electric power systems. The optimal power flow (OPF) was used to evaluate the optimal operation point for the power system and also Lagrange multipliers associated with the constraints. The Lagrange multipliers are the sensitivity between the objective function and its constraints. This sensitivity is used to verify in a power system where is the best place to incentive the allocation of new thermoelectrical power plants. Tests on the systems: 5 buses, IEEE 14 buses, IEEE 30 buses, equivalent CESP 440kV 53 buses and IEEE 118 buses showed the efficiency of the presented approach. This method of analyzing the system can be used in study of expansion planning system.

Made available in DSpace on 2015-05-15T11:46:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 813665 bytes, checksum: 8aa09df2661d8ea4c0561ebad8cd9584 (MD5) Previous issue date: 2012-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The goal of our work is to prove the existence of solutions to a class of semilinear elliptic equations in a bounded domain, involving concave-convex type nonlinearities. We use a variety of methods to and these solutions, such as Mountain Pass Theorem, Ekeland's Variational Principle, Lagrange Multipliers Theorem, Nehari Manifold and sub and supersolution method. / O objetivo da nossa dissertação é provar a existência de soluções para uma classe de equações elípticas semilineares em um domínio limitado, envolvendo não linearidades do tipo côncavo-convexas. Mostraremos alguns casos diferentes e métodos diversificados para encontrar tais soluções, usando o Teorema do Passo da Montanha, o Princípio Variacional de Ekeland, Teorema dos Multiplicadores de Lagrange, a Variedade de Nehari e sub e supersolução.