Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-29T19:39:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-05T18:54:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T18:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) Previous issue date: 2017-07-20 / FACEPE / Redes ópticas dinâmicas estão desa ando os dispositivos a se tornarem autoadaptativos. Por ser um dispositivo crucial para as redes ópticas, é necessário que o amplificador óptico tenha a capacidade de alterar seu ponto de operação de acordo com as necessidades da rede. O problema do controle adaptativo do ponto de operação dos amplificadores ópticos (Adaptive Control Operation Point - ACOP) é recente e poucas técnicas foram propostas para resolvê-lo. O objetivo desta tese é propor técnicas para resolver o ACOP, o que permitirá que os amplificadores em uma cascata de amplificadores adaptem seu ponto de operação de forma a aumentar, ou ao menos manter, a qualidade da transmissão do enlace. Serão consideradas técnicas que realizam esta adaptação de forma local e global, para que se possa avaliar os prós e contras relativos a qualidade das suas soluções e seus tempos computacionais. As técnicas também deverão respeitar restrição na potência de saída da cascata para que seja possível existirem enlaces com e sem técnicas ACOP em uma mesma rede. As técnicas propostas serão avaliadas em comparação com outras técnicas encontradas na literatura considerando-se um cenário realístico, inclusive com efeitos não-lineares. Também será avaliado se o controle de outros dispositivos, além do amplificador óptico, é capaz de melhorar as soluções das técnicas ACOP. Além disso, os benefícios das redes definidas por software (SDN) serão utilizados para implementar as técnicas como aplicativos de um plano de controle SDN em um ambiente de rede real. Os resultados alcançados mostram que a definição correta do ponto de operação dos amplificadores ópticos pode melhorar o desempenho da cascata de amplificadores, principalmente, por conta da redução do ruído inserido no sinal óptico e melhora da planicidade do sinal, em comparação ao método tradicional que define os ganhos dos amplificadores para compensar as perdas do enlace. / Dynamic optical networks are challenging the network devices to become self-adaptive. Since the optical amplifier is a crucial device in optical networks, it is necessary to add in this device the capability to change its operating point according to the network conditions. The problem of adaptive control of optical ampli er operating point (ACOP) is recent and few approaches have been proposed to solve it. The aim of this thesis is to propose approaches to solve the ACOP problem, which will enable optical ampli ers to adapt their operating points in order to increase, or at least maintain, the quality of the transmission in the link. It is considered approaches that perform this adaptation locally and globally, to evaluate the pros and cons related to the quality of their solutions and their computational time. The approaches will also respect a restriction in the cascade output power in order to enable the coexistence of links with and without ACOP approaches in the same network. The proposed approaches will be evaluated in comparison with other approaches proposed in the literature in realistic scenarios that consider nonlinear noise as a physical impairment. It is also evaluated if the control of other devices, besides the optical amplifier, can enhance the results of the ACOP approaches. Moreover, the benefits of software de ned networking (SDN) will be used to implement the approaches as an application that runs above a SDN control plane in a real network testbed. The achieved results show that the correct definition of the optical ampli ers operating points can enhance the transmission performance by reducing the inserted noise, and improving the gain flatness, when compared with the traditional method that de nes theamplifier gains to compensate the link losses.

Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Abstract: Electric distribution networks should be prepared to provide an economic and reliable service to all customers, as well as to integrate technologies related to distributed generation, energy storage, and plug-in electric vehicles. A proper representation of the electric distribution network operation, taking into account smart grid technologies, is key to accomplish these goals. This work presents mathematical formulations for the steady-state operation of electric distribution networks, which consider the unbalance of three-phase grids. Mathematical models of the operation of smart grid-related devices present in electric distribution networks are developed (e.g., volt-var control devices, energy storage systems, and plug-in electric vehicles). Furthermore, features related to the voltage dependency of loads, distributed generation, and voltage and thermal limits are also included. These formulations constitute a mathematical framework for optimization analysis of the electric distribution network operation, which could assist planners in decision-making processes. Different objectives related to technical and/or economic aspects can be pursued within the framework; in addition, the extension to multi-period and multi-scenario optimization is discussed. The presented models are built based on mixed integer linear programming formulations, avoiding the use of conventional mixed integer nonlinear formulations. The application of the presented framework is illustrated throughou... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: As redes de distribuição de energia elétrica devem estar preparadas para fornecer um serviço econômico e confiável a todos os clientes, bem como para integrar tecnologias relacionadas à geração distribuída, armazenamento de energia e veículos elétricos. Uma representação adequada da operação das redes de distribuição, considerando as tecnologias de redes inteligentes, é fundamental para atingir esses objetivos. Este trabalho apresenta formulações matemáticas para a operação em regime permanente das redes de distribuição, que consideram o desequilíbrio de redes trifásicas. Modelos matemáticos da operação de dispositivos relacionados à redes inteligentes presentes em redes de distribuição são desenvolvidos (e.g., dispositivos de controle volt-var, sistemas de armazenamento de energia e veículos elétricos). Além disso, características relacionadas à dependência da tensão das cargas, geração distribuída e limites térmico e de tensão também estão incluídos. Essas formulações constituem um marco matemático para a análise de otimização da operação das redes de distribuição de energia elétrica, o que possibilita modelar os processos de tomada de decisões. Objetivos diferentes relacionados a aspectos técnicos e/ou econômicos podem ser almejados dentro deste marco; Além disso, a extensão para otimização multi-período e multi-cenário é discutida. Os modelos apresentados são construídos com base em formulações de programação linear inteira mista, evitando o uso de formulações não-lineare... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Submitted by CARLOS FRANCISCO SABILLON ANTUNEZ (cfsa27@gmail.com) on 2018-05-23T00:13:45Z No. of bitstreams: 1 20180522ATeseCarlos.pdf: 6005665 bytes, checksum: cc46f4ea50bb15771fa5c7f3ce3f8107 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-05-24T14:51:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sabillonantunez_cf_dr_ilha.pdf: 6416516 bytes, checksum: 8832a0c7772aecb5081e9daa768de603 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-24T14:51:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sabillonantunez_cf_dr_ilha.pdf: 6416516 bytes, checksum: 8832a0c7772aecb5081e9daa768de603 (MD5) Previous issue date: 2018-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As redes de distribuição de energia elétrica devem estar preparadas para fornecer um serviço econômico e confiável a todos os clientes, bem como para integrar tecnologias relacionadas à geração distribuída, armazenamento de energia e veículos elétricos. Uma representação adequada da operação das redes de distribuição, considerando as tecnologias de redes inteligentes, é fundamental para atingir esses objetivos. Este trabalho apresenta formulações matemáticas para a operação em regime permanente das redes de distribuição, que consideram o desequilíbrio de redes trifásicas. Modelos matemáticos da operação de dispositivos relacionados à redes inteligentes presentes em redes de distribuição são desenvolvidos (e.g., dispositivos de controle volt-var, sistemas de armazenamento de energia e veículos elétricos). Além disso, características relacionadas à dependência da tensão das cargas, geração distribuída e limites térmico e de tensão também estão incluídos. Essas formulações constituem um marco matemático para a análise de otimização da operação das redes de distribuição de energia elétrica, o que possibilita modelar os processos de tomada de decisões. Objetivos diferentes relacionados a aspectos técnicos e/ou econômicos podem ser almejados dentro deste marco; Além disso, a extensão para otimização multi-período e multi-cenário é discutida. Os modelos apresentados são construídos com base em formulações de programação linear inteira mista, evitando o uso de formulações não-lineares inteiras mistas convencionais. A aplicação do marco apresentado é ilustrada em abordagens de controle para coordenação de carregamento de veículos elétricos, controle de magnitude de tensão e controle de geração distribuída renovável. Diversos métodos são desenvolvidos, com base no marco de otimização matemática, para otimizar a operação de sistemas de distribuição desbalanceados, considerando não apenas diferentes penetrações de veículos elétricos e fontes de energia renováveis, mas também a presença de sistemas de armazenamento e dispositivos de controle volt-var. A este respeito, o agendamento dinâmico e a otimização multi-período de janela rolante são frequentemente usados para alcançar uma operação ótima na rede. A eficácia e robustez das metodologias, bem como a confiabilidade do marco de otimização matemática, são verificados usando vários sistemas de teste (e.g., 123-node, 34-node e 178-node) com nós de média e baixa tensão, diferentes janelas de controle e várias disponibilidades de controle relacionadas aos dispositivos de rede inteligente. / Electric distribution networks should be prepared to provide an economic and reliable service to all customers, as well as to integrate technologies related to distributed generation, energy storage, and plug-in electric vehicles. A proper representation of the electric distribution network operation, taking into account smart grid technologies, is key to accomplish these goals. This work presents mathematical formulations for the steady-state operation of electric distribution networks, which consider the unbalance of three-phase grids. Mathematical models of the operation of smart grid-related devices present in electric distribution networks are developed (e.g., volt-var control devices, energy storage systems, and plug-in electric vehicles). Furthermore, features related to the voltage dependency of loads, distributed generation, and voltage and thermal limits are also included. These formulations constitute a mathematical framework for optimization analysis of the electric distribution network operation, which could assist planners in decision-making processes. Different objectives related to technical and/or economic aspects can be pursued within the framework; in addition, the extension to multi-period and multi-scenario optimization is discussed. The presented models are built based on mixed integer linear programming formulations, avoiding the use of conventional mixed integer nonlinear formulations. The application of the presented framework is illustrated throughout control approaches for plug-in electric vehicle charging coordination, voltage magnitude control, and renewable distributed generation control. Several methods are developed, based on this framework, to optimize the operation of unbalanced distribution systems considering not only different penetrations of electric vehicles and renewable energy sources but also the presence of storage systems and volt-var control devices. In this regard, dynamic scheduling and rolling multi-period optimization are often used to achieve optimal economic operation in the grid. The effective and robustness of the methodologies, as well as the reliability of the mathematical framework, are verified using many test systems (e.g., 123-node, 34-node, and 178-node) with medium and low voltage nodes, different operation control time frames, and several control availabilities related to the smart grid devices.