Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-29Bitstream added on 2014-06-13T19:48:58Z : No. of bitstreams: 1 jacomeli_jr_me_ilha.pdf: 1801701 bytes, checksum: 7e0a2edc93d23563d2882556d106d710 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido ao grande crescimento em tamanho e complexidade dos sistemas de potência interconectados, surge a necessidade de se desenvolver novas técnicas de controle de geração. Eram usados modelos simplificados para a análise, assim como outras abordagens. Atualmente, novas modelagens levam em conta muitos outros parâmetros que antes não eram utilizados, aproximando cada vez mais a planta modelada com a planta real. Grandes esforços têm sido feitos no controle automático da geração de sistemas de potência interconectados. Para tanto, foram utilizados neste trabalho um observador com modo deslizante e leis de controle com modo deslizante analógica e controle com modo deslizante digital para análise de desempenho do controle de geração, utilizando a planta de um sistema com geração térmica e geração hidráulica interconectados. / Due to the great growth in size and complexity of the interconnected power systems, it appears of developing of new techniques of generation control. Simplified models were used for the analysis, as well as for other approaches. Nowadays, new modellings take into account many other parameters that before were not considered, approximating the modeled plant with the real plant. Great efforts have been made in the automatic generation control of the interconnected power systems. In this work an observer with sliding mode and control laws with analogical sliding mode and control with digital sliding mode, with the plant of an interconnected system with thermal generation and hydraulic generation, were proposed and analyzed.

Submitted by Lucas Ferreira Bertão null (lucas92341@aluno.feis.unesp.br) on 2017-04-04T14:30:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Lucas completa 04-04.pdf: 2922617 bytes, checksum: 7fd640a6e475b0234de8e9e4414b0c04 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-12T16:47:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bertao_lf_me_ilha.pdf: 2922617 bytes, checksum: 7fd640a6e475b0234de8e9e4414b0c04 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T16:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bertao_lf_me_ilha.pdf: 2922617 bytes, checksum: 7fd640a6e475b0234de8e9e4414b0c04 (MD5) Previous issue date: 2017-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Monitorar a integridade de estruturas, sejam elas, máquinas ou equipamentos mecânicos, consiste em um ramo de estudo que está se firmando. As técnicas que englobam esse monitoramento fazem uso da combinação de sensores e rotinas computacionais para pode extrair os dados necessários da maneira que o operador/analista desejar. Uma das áreas carentes desse tipo de análise/controle é a de distribuição de energia. Todos os anos são noticiados casos envolvendo acidentes envolvendo torres de transmissão que vêm ao chão por, não um, mas vários fatores. Em meio as técnicas de monitoramento, a dos observadores de estado é a que se destaca mais. Contudo, apesar do destaque, a técnica dos observadores de estado possui restrições que motivam novas abordagens. Outro método numérico utilizado amplamente na área de análises em engenharia é o Método dos Elementos Finitos. Este conhecido método, que já possui base mais sólida de desenvolvimento, atualmente faz uso de softwares para a realização dos cálculos de análise estática e/ou dinâmica. O presente trabalho, em conjunto com os observadores de estado e o método dos elementos finitos, mostra uma abordagem, ainda que simples, de uma área pouco explorada com o método – a de detecção e localização de falhas em torres de transmissão via observadores de estados aliado ao método dos elementos finitos. / Monitor the integrity of structures, whether machinery or mechanical equipment consists of a branch of study that is steadying. The techniques include such monitoring makes use of the combination of computational sensors and routines can extract the necessary data in the way that the operator / analyst desired. One of the poorest areas of this type of analysis / control is the power distribution. Every year cases are reported involving accidents involving transmission towers that come to the ground by not one, but several factors. Among the monitoring techniques, the State Observer is the one that stands out more. However, despite the emphasis, the technique of state observers has restrictions that motivate new approaches. Another numerical method widely used in the area of analysis in engineering is the Finite Element Method. This known method, which already has more solid foundation of development, currently makes use of software to perform the calculations. This work, together with the status of observers and the finite element method, shows an approach, although simple, a little explored area to the method - the detection and fault location in transmission towers via state observers combined with the finite element method.

Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Coorientador: Gustavo Luiz Chagas Manhães de Abreu / Banca: Luiz de Paula do Nascimento / Banca: Kátia Luchese Cavalca Dedini / Resumo: Os métodos de diagnose de falhas buscam evitar que estas ocorram sem predição, de modo que medidas preventivas possam ser tomadas para garantir a integridade física dos equipamentos e pessoas envolvidas no processo em que o sistema monitorado está inserido. Os eixos rotativos são elementos passíveis de fenômenos prejudiciais causados pela própria condição de movimento, que são refletidas na ciclagem das tensões atuantes em seu material. Este trabalho propõe a detecção em tempo real de trincas em eixos rotativos, pelo monitoramento do sistema em operação, usando a metodologia dos observadores de estados. Inicialmente, o projeto de observadores de estado via Regulador Linear Quadrático e Filtro de Kalman é introduzido. Em seguida, os observadores de estados com entradas desconhecidas são apresentados. Os modelos numéricos são obtidos por discretização através do Método dos Elementos Finitos e pelo ajuste da resposta em freqüência. A validação numérica do método proposto é feita pela identificação de alterações de parâmetros de rigidez de um sistema massa-mola-amortecedor e de trincas simuladas em um eixo rotativo numérico através de um modelo de falha empírico. A validação experimental da técnica proposta é obtida pela identificação de um entalhe transversal causado no eixo de um sistema rotativo experimental / Abstract: The faults diagnosis methods seeks to avoid them not to occur without prediction, so that preventive tasks can be taken to ensure the physical integrity of equipments and people involved in the process where the monitored system is inserted. The rotating shafts are elements capable of harmful phenomena caused by its own movement condition, which are reflected on the cycling of the acting stresses on its material. This work proposes the real-time structural crack detection in rotating shafts, by the monitoring of the system in operation, using the methodology of the state observers. Initially, the project of state observers via Linear Quadratic Regulator and Kalman Filter are introduced. Then, the unknown input state observers are presented. The numerical models are obtained by discretization through the Finite Elements Method and the frequency response fitting. The numerical validation of the proposed method if verified by the identification of stiffness parameters change of a mass-spring-damper system and flaws simulated in a numerical rotating shaft using an empirical model of failure. The experimental validation is obtained by the identification of a transversal dent caused in the shaft of an experimental rotating system / Mestre

Orientador: Douglas Eduardo Zampieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T15:51:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_PauloSergioLima_M.pdf: 7176382 bytes, checksum: 382a907d22963bc53b27c051d42f780f (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: É feito um estudo sobre a dinâmica de um modelo plano de um trator no qual é introduzido um eixo dianteiro. Considerando os modelos com e sem implemento agricola são introduzidos elementos ativos na suspensão e no elemento de ligação do implemento com o corpo do veículo. Verificando a controlabilidade e observabilidade do sistema e utilizando a teoria de controle ótimo, é aplicada a equação de Riccati para obtenção da lei de controle dos elementos ativos baseada na realimentação dos estados do sistema. As matrizes de ponderação, utilizadas na função custo do tipo integral quadrática, são obtidas a partir de parâmetros que representem o comportamento desejado do sistema. Considerando o conforto e a segurança do veículo, as matrizes de ponderação são obtidas representando-se a aceleração vertical do corpo do trator e as forças de contato dos pneus dianteiro e traseiro. São também consideradas as ponderações do espaço de trabalho da suspensão e o movimento do implemento. A influência destas ponderações sobre os autovalores e autovetores do sistema é, também, analisada. Finalmente, compara-se a resposta do sistema ao degrau considerando-se a suspensão e o elemento de ligação implemento/trator totalmente passivos e totalmente ativos / Abstract: The dynamics of a two dimensional tractor model with a frontal axle is studied. Active elements are introduced in the suspension and in the tractor body-implement linking element considering the model with and without implement. Verifying the system controllability and observability and using optimal control theory, Riccati equation is applied in order to obtain the control law of the active elements. The weighting matrices, used in the quadratic integral cost function, are obtained from the parameters that represent the desired behaviour of the system. Considering comfort and safety, the weighting matrices are obtained representing the verticalaccelerationof the tractor bodyand the contactforces of the ITontand rear tires as a vector multiplied by the state vector. The weighting matrices of the suspension working space and the movement of the implement are also considered. The effect of each weighting matrix on the eigenvalues and eigenvectors of the system is analyzed. The response of the active system to external excitation is compared to that obtained considering passive elements in the suspension and in the tractor body-implement linking element / Mestrado / Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Banca: Vicente Lopes Junior / Banca: Kátia Luchese Cavalca Dedini / Resumo: O aumento da competitividade entre as empresas têm exigido maiores velocidades de operação e períodos menores de manutenção dos equipamentos, por esse motivo é de suma importância poder estender a vida útil dos equipamentos por meio da predição das possíveis falhas. O objetivo deste projeto é desenvolver uma metodologia que possibilite predizer falhas em componentes de sistemas rotativos. Na simulação numérica os danos são identificadas através da variação no valor RMS do sinal de velocidade do sistema, e a quantificação do dano e feita a partir da minimização da norma do erro entre dados do observador robusto e medidos. Um redutor de engrenagens é projetado a fim de validar o método, foi construído o modelo e identificados os parâmetros desconhecidos, com a utilização dos observadores de estado todos os graus de liberdade foram estimados, e um banco de valores RMS foi desenvolvido para servir de base de comparação. A inclusão de um dano no sistema, através dos valores base, foi possível identificar o dano e com o uso do observador robusto quantificar e localizar o dano no sistema mesmo na presença de ruídos / Abstract: The increased competition among companies have demanded higher operating speeds and shorter periods of maintenance of equipment, for this reason it is extremely important to be able to extend equipment life through the prediction of potential failures . The objective of this project is to develop a methodology that enables to predict component failures of rotating systems. In numerical simulation, failures are identified by varying the RMS value of the velocity signal system, and quantification of failure made from the minimization of the norm the error between the data measured and robust observer. A gear reducer is designed to validate the method, the model was constructed and identified the unknown parameters, with the use of state observers the degrees of freedom were estimated, and a database RMS values, without fail, was developed to serve as a basis for comparison. With the inclusion of damage to the system through the base values, it was possible to identify the damage and the use of robust observer to quantify and locate the damage in the system even in the presence of noise / Mestre

El trabajo realizado en el transcurso de esta tesis, se centra en el control de convertidores de potencia con filtro LCL, utilizados en sistemas de generación distribuida. Este trabajo, concluye con el desarrollo de una técnica de control para la inyección de potencia a una red que puede presentar fallas o anomalías, utilizando una cantidad mínima de sensores. A lo largo de la tesis, se proponen varias estrategias de control, con la particularidad de que todas son aptas para sistemas conformados por filtros LCL de baja frecuencia de resonancia, y requieren la medición de un único estado del filtro LCL. La primera estrategia propone una modificación de un controlador PI clásico, que permite controlar un convertidor CC-CC de tipo Boost con filtro LCL, posicionando todos los polos del sistema en lazo cerrado. Siguiendo la misma línea de investigacióon, aplicada al terreno de los inversores CC-CA trifásicos, se propone un controlador de corriente basado en la modificación de un regulador PR, que permite controlar un VSI con filtro LCL posicionando todos los polos del sistema en lazo cerrado. Luego, dicho controlador evoluciona hacia una estrategia diferente, la cual permite regular la inyección de corriente a la red, utilizando un diseño óptimo de un regulador PR clásico. Finalmente, se propone el uso de un observador que, utilizando sólo la medición de la corriente inyectada a la red, permite implementar tanto un control óptimo de esta corriente, como la sincronización del sistema con la tensión de la red sin medir dicha tensión. La validez y efectividad de las estratégias propuestas es demostrada mediante simulación, y en la mayoría de los casos, mediante resultados experimentales. / The work done during the course of this thesis focuses on the control of power converters with LCL filter, used in distributed generation systems. This work, concludes with the development of a control technique for power injection to a grid that can present faults or anomalies, using a minimum number of sensors. Throughout this thesis, several control strategies are proposed, with the particularity that all are suitable for systems composed by LCL filters with a low resonance frequency, and require the measurement of a single LCL filter state. The first strategy proposes a modification of a classic PI controller, which allows controlling a boost type DC-DC converter with LCL filter, by assigning all the system closed loop poles. Following the same line of research, applied to the field of three-phase DC-AC inverters, it is proposed a current controller based on the modification of a PR regulator, which allows controlling a VSI with LCL filter by assigning all the system closed loop poles. Then, such controller evolves towards a different strategy, that allows controlling the current that the system injects to the grid, using an optimum design of a classic PR regulator. Finally, it is proposed the use of an observer which, using only the measurement of the current injected to the grid, allows to implement both an optimal control of this current and the grid voltage sensorless synchronization of the system. The validity and effectiveness of the proposed strategies are demonstrated by simulation, and in most cases by experimental results.

[ES] Los sistemas de ingeniería o físicos suelen ser inciertos. Su incertidumbre se manifiesta cuando el sistema muestra comportamientos que son relativamente diferentes a los que su modelo predice; estando principalmente causada por: errores de modelado; dinámicas desconocidas; cambios en las propiedades del sistema; interacciones aleatorias con otros sistemas; o cambios en las condiciones de operación. Durante los últimos 40 años, se ha demostrado reiteradamente que las incertidumbres de los sistemas pueden tener efectos muy negativos sobre el comportamiento de un controlador si éstas no se consideran adecuadamente sus formulaciones matemáticas. Por esta razón, una parte importante de la investigación actual está centrada en este tema; buscando las formas mas adecuadas para representar matemáticamente las incertidumbres de los sistemas, así como buscando nuevas herramientas matemáticas que permitan hacer uso de ésta representación de la incertidumbre con el objetivo de diseñar algoritmos de control robustos. En esta tesis se presentan nuevas aportaciones en esta línea. Concretamente, se desarrollan nuevas metodologías para diseñar controladores (DOBCs) y predictores (DOBPs) para sistemas dinámicos inciertos basados en observadores de perturbaciones. La principal aportación es demostrar que los DOBCs se pueden sintetizar desde un enfoque de control óptimo; siendo su principal criterio de diseño el de aproximar la -irrealizable- señal de control óptima que minimiza un índice de coste cuadrático sujeto a un modelo dinámico lineal (LTI). Este nuevo enfoque de diseño es indistintamente válido para modelos SISO/MIMO con múltiples o únicas perturbaciones. Además permite un ajuste del controlador muy intuitivo gracias a las matrices de ponderación del coste. De forma similar; los DOBPs se construyen con el objetivo de aproximar la solución temporal un sistema dinámico perturbado. Con el objetivo de contextualizar la aportación, el documento también incluye un breve resumen de los principales métodos de control robusto y el impacto que han tenido en la revolución tecnológica del siglo XXI; algunas discusiones sobre la utilidad de los modelos LTI perturbados para representar sistemas dinámicos inciertos; y algunas relaciones, comparaciones y simulaciones numéricas de los métodos propuestos con otras técnicas de control. / [CA] Els sistemes d'enginyeria o físics solen ser incerts. La seua incertesa es manifesta quan el sistema mostra comportaments que són relativament diferents als que el seu model prediu; sent principalment causada per: errors de modelatge; dinàmiques desconegudes; canvis en les propietats del sistema; interaccions aleatòries amb altres sistemes; o canvis en les condicions d'operació. Durant els últims 40 anys, s'ha demostrat reiteradament que les incerteses dels sistemes poden tindre efectes molt negatius sobre el comportament d'un controlador si aquestes no es consideren adequadament les seues formulacions matemàtiques. Per aquesta raó, una part important de la investigació actual està centrada en aquest tema; buscant les formes mes adequades per a representar matemàticament les incerteses dels sistemes, així com buscant noves tècniques matemàtiques que permeten fer ús d'aquesta representació de la incertesa amb l'objectiu de dissenyar algorismes de control robustos. En aquesta tesi es presenten noves aportacions en aquesta línia. Concretament, es desenvolupen noves metodologies per a dissenyar controladors (DOBCs) i predictors (DOBPs) per a sistemes dinàmics incerts basats en observadors de pertorbacions. La principal aportació és demostrar que els DOBCs es poden sintetitzar des d'un punt de vista de control òptim; sent el seu principal criteri de disseny el d'aproximar la -irrealitzable- senyal de control òptima que minimitza un índex de cost quadràtic restringit a un model dinàmic lineal (LTI). Aquest nou plantejament és indistintament vàlid per a models SISO/MIMO amb múltiples o úniques pertorbacions. A més permet un ajust del controlador molt intuïtiu gràcies a les matrius de ponderació del cost. De manera similar; els DOBPs es construeixen amb l'objectiu d'aproximar la solució temporal un sistema dinàmic pertorbat. Amb l'objectiu de contextualitzar l'aportació, el document també inclou un breu resum dels principals mètodes de control robust i l'impacte que han tingut en la revolució tecnològica del segle XXI; algunes discussions sobre la utilitat dels models LTI pertorbats per a representar sistemes dinàmics incerts; i algunes relacions, comparacions i simulacions numèriques dels mètodes proposats amb altres tècniques de control. / [EN] Engineering or physical systems are used to be uncertain. Its uncertainty is manifested whenever the system shows behaviors that are relatively different than the ones predicted by its model; being mostly caused by: modeling errors; unknown dynamics; changes in the system properties; random interactions with other systems; or changes in the operating conditions. Through the last 40 years, it has been persistently proved that the system uncertainties could have very negative effects in the performance of a feedback regulator if they are not properly considered in the mathematical formulations of the employed algorithms. Thus, an important part of the recent research is focused on this topic; searching for the most appropriate ways to mathematically represent the system uncertainties and looking for new mathematical-tools that permit to make use of such uncertainty-representation in order to design robust control algorithms. In this thesis, new contributions in this line are provided. Concretely, novel methodologies to design Disturbance Observer-Based Controllers (DOBCs) and Predictors (DOBPs) for uncertain dynamic systems are developed. The main contribution is to show that the DOBCs can be constructed from an optimality-based approach, with the main objective of approximating the -unrealizable- optimal control signal that minimizes a quadratic-cost performance index subject to a LTI disturbed model constraint. This novel robust control design is indistinctly valid for SISO/MIMO models with single/multiple matched/mismatched disturbances; offering also a highly intuitive and versatile tuning through the weighting matrices. Similarly, the DOBPs are synthesized in order to approximate the time-domain solution of LTI disturbed models. For the sake of completeness, the document also includes a brief review of the main robust control methods and the impact that they have had on the technological revolution of the 21st century; some discussions about the usefulness of the LTI disturbed models for representing uncertain dynamic systems; and different relationships, comparisons and numerical simulations, of the proposed methods with other control approaches. / Castillo Frasquet, A. (2021). Novel Strategies to design Controllers and State Predictors based on Disturbance Observers [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/165034 / TESIS

Orientadores: João Bosco Ribeiro do Val, Eduardo Fontoura Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenahria Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:22:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vargas_AlessandrodoNascimento_D.pdf: 1972819 bytes, checksum: 4746f70b31b4471193e27d462a933bc0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Esta monografia apresenta resultados de estabilidade e controle de sistemas estocásticos representados por operadores lineares com respeito ao estado e não-lineares em relação ao controle, quando avaliados no critério de custo médio a longo prazo (CMLP). A estrutura de controle n¿ao depende da historia do processo e pode ser usada, como caso particular, para representar diversos problemas de controle existentes na literatura. Em relação a estabilidade, mostra-se que o sistema estocástico e assintoticamente estável na media se o custo CMLP 'e finito e se as hipóteses de controlabilidade e observabilidade são validas. Para garantir a estabilidade uniforme do segundo momento do sistema, algumas condições adicionais são verificadas. Em relação ao controle, apresentam-se condições que asseguram a existência de política ótima estacionaria no problema CMLP para a classe de sistemas estudados. Uma aproximação é desenvolvida para se obter o mínimo CMLP, e esta aproximação é ilustrada numericamente no problema de regulação de sistemas lineares sujeitos a saltos markovianos, supondo que o controlador não possui acesso ao estado de Markov. Exemplos numéricos são empregados para ilustrar a teoria desenvolvida. / Abstract: This monograph presents results on stability and control of stochastic systems represented by linear operators with respect to the state which are non-linear with respect to the control. The control seeks to optimize a long run average cost (LRAC). The control structure does not depend on the past history of the process and it can be used, in particular, to represent a broad range of control problems that appears in the literature. Regarding the stability, it is shown that the stochastic system is asymptotically stable in the mean if the LRAC is finite and if controllability and observability assumptions are satisfied. To guarantee the uniform second moment stability, some additional conditions must be verified. With respect to the control, the main goal is to assure the existence of an optimal stationary policy for the LRAC problem within the class of systems considered, and some independent conditions are derived. An approximation for the minimum LRAC is obtained, and it is illustrated numerically for the regulator problem of Markov jump linear systems, under the assumption that the controller does not have access to the Markov state. Numerical examples illustrate the derived theory. / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Madson Cortes de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T14:17:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schmidt_Fabiano_M.pdf: 1011600 bytes, checksum: d02fbe7d42a25cfc2745ce47bff3b467 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A estimação de estado em sistemas de energia elétrica pode ser descrita como um conjunto de funções que visam fornecer o modelo em tempo real do sistema elétrico. Fazem parte do modelo, a topologia da rede, seus parâmetros elétricos e as variáveis de estado, frequentemente definidas como os fasores de tensões nas barras do sistema. Na obtenção das variáveis de estado, embora os sistemas de medição possam ser projetados para que a rede seja sempre observável, eventualmente, falhas de comunicação, mudanças topológicas ou falhas em medidores podem tornar a rede temporariamente não observável. Nessas situações, as equações normais do modelo de estimação por mínimos quadrados tornam-se mal postas inviabilizando a estimação do estado. Convencionalmente, esse problema é contornado através da restauração da observabilidade, onde pseudomedidas são adicionadas à rede tornando-a novamente observável. Esta dissertação trata da estimação de estado regularizada, que é um método alternativo para lidar com os problemas associados a não observabilidade temporária da rede. Com o estimador regularizado é possível evitar a etapa de restauração da observabilidade, simplificando o processo de estimação de estado. O esquema de regularização adotado é baseado na regularização de Tikhonov, que consiste na introdução de um conjunto de informações a priori que tornam o problema sempre factível. Esse conjunto de informações a priori é obtido da melhor estimativa conhecida para o estado da rede ou a partir de previsões baseadas no conhecimento do comportamento histórico da rede. Ao regularizar o problema, é desejável que o conjunto de informações introduzidas não deteriore a qualidade do estado estimado. Para tanto, deve haver um compromisso entre a qualidade das informações a priori e a suas respectivas ponderações. O uso de ponderações inadequadas pode deteriorar o estado estimado ou piorar o condicionamento numérico das matrizes envolvidas, dificultando a convergência do estimador regularizado. Tais problemas são estudados nesta dissertação. O método de regularização foi desenvolvido nas versões completa e desacoplada que foram combinadas em dois algoritmos visando melhorar as características de convergência do estimador regularizado. As versões desenvolvidas foram testadas com as redes de 14 e 118 barras do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) / Abstract: Power system state estimation can be described as a set of functions aimed to provide a real time power system electrical model. This model is composed of the network topology, its electrical parameters and a set of state variables, often defined as the bus voltage phasors. In obtaining of the state variables, although the measurement systems may be designed to ensure that the grid is always observable, eventually, communication failures, topological changes or meter failures can make the grid temporarily unobservable. In these situations the normal equations of the least squares estimation model becomes ill posed, invalidating the state estimation. Conventionally this problem is solved by the observability restoration, where pseudomeasurements are added to the network making it observable again. This thesis deals with the regularized state estimation, that is, an alternative method to deal with the problems associated to temporary network unobservability. With the regularized estimator is possible to avoid the observability restoration stage, simplifying the state estimation procedure. The regularization scheme used is based on the Tikhonov regularization, that consists in the introduction of an a priori information set that results in a problem always feasible. This set of a priori information is obtained from the best estimative for the state variables or by a forecast based on historical patterns of the grid. During regularization of the problem it is desirable that the information set does not deteriorate the quality of the state estimated. Therefore, must be a compromise between the quality of the a priori information and its weighing. The use of inadequate weighting can deteriorate the state estimated or worsen the numerical condition of the involved matrices, disturbing or even preventing the regularized estimator convergence. These problems are studied in this thesis. The regularization method was developed for both the complete and the decoupled variants. These variants are combined in two algorithms that aim to improve the convergence characteristics of the regularized state estimator. The developed variants are tested with the IEEEs 14 and 118 networks / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Madson Cortes de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T01:13:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dardengo_VictorPellanda_M.pdf: 2575363 bytes, checksum: 30d6d4f10eba96b3baa38c14dae17316 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No planejamento de sistemas de medição para estimação de estado de sistemas de energia elétrica são definidos os tipos, a localização e a quantidade de medidores. Um plano de medição adequado deve garantir a observabilidade da rede, viabilizando a estimação do estado de toda a rede, e permitir a filtragem de erros grosseiros. Para que os erros grosseiros possam ser filtrados é necessário que no plano de medição não estejam presentes medidas e conjuntos críticos. Neste contexto, esta dissertação propõe uma nova metodologia de análise de observabilidade baseada no estimador linearizado regularizado e apresentam duas técnicas de classificação de medidas capazes de identificar medidas críticas, medidas pertencentes a conjuntos críticos e medidas redundantes. A primeira técnica é baseada na fatoração da matriz Gram das medidas e a segunda é baseada na fatoração da matriz Jacobiana das medidas. Além disso, são estudadas e aplicadas técnicas de fatoração com números inteiros que conferem maior robustez 'as metodologias de classificação de medidas. São apresentados testes realizados em redes de pequeno e médio porte que apontam o bom funcionamento dos métodos desenvolvidos e estudados / Abstract: In planning of power systems state estimation are defined the type, the location and the number of meters. An adequate measurement plan have to ensure the observability of the network, enabling the state estimation of the entire network, and allow filtering of gross errors. In order to filter gross errors is necessary in the measurement plan is not present critical measurements and critical sets. In this context, this work proposes a new observability analysis methodology based on the regularized weighted least squares DC state estimator and presents two measurements classification techniques capable of identifying critical measurements, measurements belonging to critical sets and redundant measurements. The first technique is based on the factorization of the measurement Gram matrix and second is based on the factorization of the measurement Jacobian matrix. Furthermore, are studied and applied factorization techniques with integers numbers which give greater robustness to measurements classification methodologies. Tests are presented in small and medium networks size showing the proper functioning of developed and studied methods / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica