A geração de grades horárias de qualidade é um fator crítico em qualquer instituição de ensino, tanto em escolas de ensino fundamental/médio como em universidades. Este problema é considerado complexo, pois devem ser relacionados e otimizados diversos recursos, tais como horários, disciplinas, professores e alunos. Em grande parte das instituições de ensino, a geração de grades horárias é realizada manualmente, o que vem a tornar este processo custoso e sujeito a falhas. Diversas abordagens são também encontradas na literatura para resolução deste problema, nas quais foram aplicados métodos de busca estocástica, devido à sua inerente complexidade. As estratégias de busca formuladas e comparadas no presente trabalho foram baseadas no uso de algoritmos genéticos e de sistemas imunológicos artificiais. Tais técnicas foram capazes de fornecer soluções de qualidade para o problema de geração automática de grades horárias. Neste trabalho foram desenvolvidos dois sistemas de apoio à decisão, nos quais foram combinadas técnicas heurísticas aos algoritmos genéticos e ao algoritmo de seleção clonal. O propósito desta investigação é realizar uma análise comparativa entre as duas técnicas a fim de verificar qual delas apresenta resultados mais promissores para a resolução do problema de geração automática de grades horárias. / The generation of timetables with good quality is a critical factor in any educational institution. This is considered a complex problem because it involves several types of information, such as schedules, course subjects, teachers and students. Several search strategies have been applied to solve timetabling problems, whose constraints may vary from one educational institution to another. Most educational institutions still prepare their timetables manually, which is a highly time-consuming process and subjected to errors. Several approaches to solve this problem are also found in technical studies, which use stochastic search methods due to the problems complexity. The search optimization methods used in this work to solve the timetabling problem are genetic algorithms and the clonal selection algorithm, whose satisfactory results when applied to optimization problems are reported in the literature. Two decision support systems were developed in this work, combining heuristic techniques with the genetic algorithms and the clonal selection algorithm. The purpose of this research is to make a comparative analysis of these two techniques in order to determine which one offers the most promising results for solving the timetabling problem.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-06T19:22:41Z No. of bitstreams: 1 felipedealcantaravieira.pdf: 1984655 bytes, checksum: e8afc46ad440a574f9f1764bed5e412a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:52:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 felipedealcantaravieira.pdf: 1984655 bytes, checksum: e8afc46ad440a574f9f1764bed5e412a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:52:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 felipedealcantaravieira.pdf: 1984655 bytes, checksum: e8afc46ad440a574f9f1764bed5e412a (MD5) Previous issue date: 2013-08-28 / Este trabalho propõe uma metodologia com foco na resolução de problemas de otimização de sistemas elétricos de potência, que por ser extremamente genérica e abrangente, permite a inserção de qualquer tipo de equipamento na modelagem do sistema sob estudo, bem como a análise de desequilíbrios, da geração distribuída e de cabos neutros e aterramentos, em sistemas com N condutores. A metodologia desenvolvida utiliza como base o Método dos Pontos Interiores Primal-Dual aplicado ao Método de Injeção de Correntes para a análise do sistema elétrico considerando equações de injeções de correntes em cada nó, escritas por meio de variáveis complexas em sua forma retangular. A amplitude de utilização do método proposto o faz interessante inclusive para estudos de smart grids, uma vez que possibilita um grau de detalhamento bastante elevado nas representações e análises dos sistemas de distribuição. / This work proposes a methodology focusing on the solution of electrical power systems problems, which for being extremely generical and embracing, allows the inclusion of any type of equipment, in the modeling of the system under study, as well as the analysis of imbalances, distributed generation and of neutral cables and groundings on N conductors systems. The methodology developed is based on the Primal-Dual Interior Point Method applied in the Current Injection Method for the analysis of the electrical system considering the current injections equations at each node, written using complex variables in rectangular formulation. The proposed method has a range of use that make it interesting even for smart grids studies, since it allows a higher degree of details in the representation and analysis of distribution systems.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-15T15:27:12Z No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:19:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:19:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ingridsoarespereira.pdf: 1591373 bytes, checksum: 3eaabd818bc093a00de802152356d2ea (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Este trabalho apresenta uma nova abordagem para o problema de Estimação de Estados em Redes de Distribuição de Energia Elétrica utilizando os dados históricos de cargas e medidas obtidas pelos Sistemas de Medição Fasorial Sicronizada (PMUs – Phasor Measurement Units). Nesta formulação as tensões em módulo e fase são escolhidas como variáveis de estados e o problema é matematicamente formulado como um problema de otimização com restrições de igualdade e desigualdade. A função objetivo é formada pela soma quadrática dos resíduos de estimação, definidos como a diferença entre os valores medidos através das PMUs e os valores calculados. As restrições de igualdade são as injeções de potencia ativa e reativa nulas nas barras de passagem. As restrições de desigualdade estão associadas às potências ativas e reativas das barras não monitoradas, onde admite-se limites inferiores e superiores em função dos dados históricos das cargas (potências ativas e reativas). Estudos de casos são realizados utilizando-se um sistemas simples 10 barras, e os sistemas IEEE da literatura de 33 e 84 barras. Os dados de medições fasoriais foram obtidos utilizandose um programa computacional de cálculo de fluxo de potência. Os resultados da estimação de estados utilizando a metodologia proposta foram obtidos através de simulações no ambiente MATLAB e comparados com os resultados do programa de fluxo de potência para validação. A utilização de medição fasorial sincronizada nos entroncamentos e no final dos ramais do sistema de distribuição associada à utilização de restrições de desigualdade para as potências ativas e reativas das cargas não monitoradas são as principais contribuições deste trabalho. / This work presents a new approach to the State Estimation problem in Electrical Distribution Networks using historical data loads and measurements obtained by Phasor Measurement Units (PMUs). In this formulation voltage magnitudes and angles are chosen as state variables and the problem is mathematically formulated as an optimization problem with equality and inequality constraints. The objective function is formed by the quadratic sum of weighted measurements residues, which are defined as the difference between the PMU measurements and the calculated values. The equality constraints are defined as the zero injections of active and reactive power at the no load buses. The inequality constraints are associated with active and reactive powers of non-monitored buses, bounded by a given limit, superior or inferior in relation to historical data loads (active and reactive powers). Case studies are performed using a simple 10-bus test system, and the 33 and 84 buses IEEE test systems. The data phasor measurements were obtained using a computer program that calculates power flow. The state estimation results using the proposed methodology were obtained through simulations in MATLAB environment and compared with the results of power flow program for validation. The use of synchronized phasor measurement at the beginning and at the end of the lateral feeders of the distribution system associated with the use of inequality constraints for active and reactive power for the non-monitored loads are the main contributions of this work.

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Resumo: Neste projeto de pesquisa, é abordado o problema de desligamento ótimo de linhas de transmissão, chamado de Problema OTS, para otimizar os custos de operação de um sistema de energia elétrica, isto é, para minimizar os custos de operação da geração para atender um perfil de demanda especificado. Foram priorizados tópicos de pesquisas considerados problemáticos na otimização do problema OTS, tópicos identificados através de uma revisão bibliográfica das publicações mais relevantes relacionadas com o problema OTS. Assim, um tópico abordado na pesquisa é o desenvolvimento de estratégias para reduzir o número relativamente elevado de linhas de transmissão que são desligadas, já que o desligamento de muitas linhas de transmissão produzem uma redução de custo insignificante. Outro tópico abordado é o problema de geração de soluções ótimas que produzem ilhamento do sistema elétrico ou até a formação de vários setores do sistema de energia elétrica operando de forma independente. O terceiro tópico é o desenvolvimento de um modelo matemático que representa as linhas iguais conectadas em paralelo entre duas barras por uma linha simples equivalente. Finalmente, é iniciada a análise teórica para encontrar os argumentos consistentes que permitam explicar os motivos pelos quais o desligamento de uma linha de transmissão melhora a operação de um sistema de energia elétrica contradizendo a lógica fundamental existente entre os engenheiros de operação. Esse tópico, chamado de paradoxo de Brae... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this research project, the optimal transmission switching (OTS) problem is addressed to optimize the operating costs of an electric power system, i.e., to minimize the generation costs to meet a specified demand profile. Priority was given to topics of research considered problematic in the optimization of the OTS problem, that were identified through a review of the most relevant publications related to the OTS problem. Thus, a topic addressed in the work is the development of strategies to reduce the relatively high number of disconnected transmission lines, since disconnecting many transmission lines produces insignificant cost reduction. Another topic addressed is the problem of generating optimal solutions that produce islanding of the electrical system or even the formation of several sectors of the electric power system operating independently. The third topic is the development of a mathematical model that represents the equal lines connected in parallel between two buses by an equivalent simple line. Finally, the theoretical analysis to find consistent arguments that allow explaining the reasons why the disconnection of a transmission line may improve the operation of an electric power system contradicting the fundamental logic existing among the operation engineers, is introduced. This topic, called the Braess paradox, is not addressed in any of the references reviewed during the development of this research project. In all of these proposals, the fundamental ide... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor