Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:15:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Esta tese trata do gerenciamento pelo lado da demanda (GLD). Considera-se a modificação do padrão de uso da energia através do gerenciamento da carga empregando sinais de preço aos quais o consumidor pode adaptar sua demanda. Formula-se um modelo que permite determinar estes sinais em um contexto de maximização do benefício social. Cargas que respondem a preço são modeladas através de funções-benefício, empregando os conceitos de elasticidade-preço e de elasticidade-preço cruzada no tempo. Este último permite representar efeitos intertemporais do comportamento do consumidor. O modelo é operacionalizado através de um fluxo de potência ótimo dinâmico (FPOD) formulado de uma forma geral, que permite incluir os fatores de intertemporalidade tanto nas restrições do problema quanto na função-objetivo. Este FPOD é implementado através do Método Primal-dual de Pontos Interiores e aplicado a sistemas termelétricos e hidrotérmicos. Propõe-se ainda uma técnica de solução do sistema linear que explora a estrutura de esparsidade através de técnicas de blocagem. Para os sistema termelétricos, a matriz do sistema linear, quando organizada em blocos, possui estrutura igual à estrutura da matriz de admitância da rede elétrica. Já nos sistemas hidrotérmicos, esta matriz reflete a estrutura da rede elétrica juntamente com a estrutura do sistema de reservatórios em cascata. Os conceitos desenvolvidos e os algoritmos implementados são testados tendo por base subsistemas realísticos correspondentes às regiões Sul e Sudeste do sistema interconectado brasileiro.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T13:13:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 202546.pdf: 1004422 bytes, checksum: cb4166d99f920804cdd2277285427d21 (MD5) / A restruturação das empresas de energia elétrica que vem ocorrendo em diversos países, tem modificado as estratégias de gerenciamento e operação dos sistemas de potência. Uma das principais mudanças observadas é a transformação de um ambiente verticalizado e regulado num ambiente de contratos entre os diversos agentes integrantes. A implantação do novo modelo exige tanto a decomposição como a alocação dos custos relacionados ao suprimento de energia elétrica. Técnicas alocação de custos e estabelecimento de preços baseadas em custos marginais podem gerar excedentes de remuneração e apresentam volatilidade, pois refletem condições instantâneas. Por outro lado, a divisão do custo via critérios do tipo pro rata recupera exatamente o custo do serviço porém resulta em penalizações indiscriminadas. Neste trabalho, propõe-se o uso da metodologia de Aumann-Shapley para a alocação de custos, pois a mesma satisfaz as propriedades fundamentais requeridas para uma alocação justa. Mostra-se que esta metodologia pode ser aplicada de forma generalizada na alocação de custo de potências ativa e reativa, das perdas de potência ativa na rede de transmissão e do congestionamento. Sua aplicação permite recuperar o valor do serviço com precisão, fornecendo os fatores efetivos de participação de cada agente no custo total, independentemente das perdas e do congestionamento na rede.

Submitted by MARIELENA FONSECA TÓFOLI null (tofoli.mf@gmail.com) on 2017-07-23T23:57:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MarielenaTofoli.pdf: 7712392 bytes, checksum: 832f7cd96b1d7fc53bf7cd7dc4fa2bd4 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-07-26T13:58:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tofoli_mf_me_bauru.pdf: 7712392 bytes, checksum: 832f7cd96b1d7fc53bf7cd7dc4fa2bd4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T13:58:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tofoli_mf_me_bauru.pdf: 7712392 bytes, checksum: 832f7cd96b1d7fc53bf7cd7dc4fa2bd4 (MD5) Previous issue date: 2017-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo (FPOR) tem como objetivo otimizar um critério associado a potência reativa do sistema elétrico, levando em conta os limites físicos e técnicos-operacionais do mesmo. O problema de FPOR é formulado como um problema de programação não-linear com variáveis contínuas e discretas. Em muitos trabalhos da literatura, as variáveis discretas do problema de FPOR são consideradas como contínuas e a solução obtida é ajustada para o valor discreto mais próximo do conjunto de valores discretos pré-estabelecidos. Tal abordagem descaracteriza a representação real do problema associado ao sistema elétrico, além de resultar em soluções não ótimas ou até mesmo em soluções infactíveis. Este trabalho propõe uma abordagem de solução para tratar as variáveis discretas do problema de FPOR. Utiliza-se uma função penalidade senoidal que penaliza as variáveis discretas quando estas assumem valores que não pertencem ao conjunto discreto pré-estabelecido. A metodologia geral de solução proposta, utiliza métodos de pontos interiores e exteriores em conjunto com o método de penalidade para o tratamento das variáveis discretas. Mostra-se que a função penalidade senoidal introduz dificuldades para a convergência do método de pontos interiores e exteriores para pontos de mínimos. Para a correção deste problema, propõe-se uma estratégia de correção de inércia de modo a garantir a obtenção de mínimos locais do problema penalizado. O método de solução proposto foi implementado em Matlab e aplicado aos sistemas elétricos IEEE 14, 30, 57 e 118 barras. Os resultados obtidos evidenciam a eficiência da abordagem proposta. / The Reactive Optimal Power Flow (FPOR) has the objective of optimizing a criterion associated with the reactive power of the electric system, taking into account the physical and technical-operational limits of the same. The FPOR problem is formulated as a nonlinear programming problem with continuous and discrete variables. In many works of the literature, the discrete variables of the FPOR problem are considered to be continuous and the solution obtained is adjusted to the nearest discrete value of the set of preset discrete values. Such an approach de-characterizes the actual representation of the problem associated with the electrical system, as well as resulting in non-optimal solutions or even infeasible solutions. This work proposes a solution approach to treat the discrete variables of the FPOR problem. A sinusoidal penalty function is used that penalizes the discrete variables when they assume values that do not belong to the pre-established discrete set. The proposed general solution methodology uses interior and exterior point methods in conjunction with the penalty method for the treatment of discrete variables. It is shown that the sinusoidal penalty function introduces difficulties for the convergence of the method to minimum points. In order to correct this problem, a strategy of correction of inertia is proposed in order to guarantee the obtaining of local minimums of the penalized problem. The proposed solution method was implemented in Matlab and applied to IEEE 14, 30, 57 and 118 buses. The results obtained evidenced the efficiency of the proposed approach.

Este projeto de pesquisa teve o objetivo de desenvolver uma nova abordagem para a resolução do Fluxo de Potência Ótimo. Para isso, foram obtidos dados teóricos, a partir de um levantamento bibliográfico, que explicitaram os conceitos de otimização aplicados ao sistema estático de energia elétrica. A pesquisa fundamentou-se metodologicamente nos métodos: Newton-Langragiano, Penalidade e Função Barreira Logarítmica de Newton Projetada. Os sistemas de equações resultantes das condições de estacionaridade da função Lagrangiana foram resolvidos pelo método de Newton. Na implementação computacional foram utilizadas técnicas de esparsidade. Foram realizadas estudos para validação e a verificação da abordagem proposta nos sistemas de 3, 14, 30 e 118 barras. / This research project had the objective of developing a new approach for the resolution of the Optimum Power Flow. For this purpose, theoretical data were obtained through a bibliographical survey, which explained the optimization concepts applied to the electrical energy static system. The research was based on the methods: Newton-Lagrangian, Penalty and Projected Newton Barrier Function. The systems of equations resulting from the Lagrangian function stationarity conditions were resolved through the Newton\'s method. In the computational implementation, sparsity techniques had been used. Studies had been carried out for the proposed approach validation and verification in the systems of 3, 14, 30 and 118 buses.

Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma nova abordagem para a resolução do problema de planejamento de reativos em sistemas elétricos de potência. Um levantamento bibliográfico para explicitar as diferentes pesquisas realizadas nesta área foi feito. Este trabalho utiliza os multiplicadores de Lagrange obtidos da solução de um fluxo de potência ótimo, via método dos Pontos Interiores, para determinar as barras onde serão alocados reativos. A partir da determinação destas barras, um problema de programação linear para quantificar a potência reativa a ser alocada, é resolvido. Foram realizados estudos para validação e verificação da abordagem proposta nos sistemas WARD & HALE de 6 barras, sistema de 8 barras, sistema IEEE 30 e 118 barras. / The present dissertation proposes the development of a novel approach to the solution of reactive planning problem in electrical power systems. A bibliographical survey to show the different researches developed in this area was done. This study uses langrange multipliers obtained from the optimal power flow solution, through interior point method, to determine the buses where reactive power will be allocated. Starting from the determination of these buses, a linear programming problem is solved to quantify the reactive power to be allocated. Studies were carried ou for the proposed approach validation and verification in the systems Ward & Hale of 6 buses, system of 8 buses, systems IEEE of 30 and 118 buses.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-01-27T17:45:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Versão Digital SORIANO M279.pdf: 2376439 bytes, checksum: b48b7385113bece4aa5c13da969e9642 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T17:45:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Versão Digital SORIANO M279.pdf: 2376439 bytes, checksum: b48b7385113bece4aa5c13da969e9642 (MD5) Previous issue date: 2016-07-19 / FACEPE / O Sistema Interligado Nacional (SIN), singular pelo seu nível de contribuição de fontes renováveis e caracterizado como hidrotérmico, é regido de acordo com o planejamento da operação. Levando em conta custo nulo para a geração de origem hidráulica, e custo elevado devido ao alto preço dos combustíveis empregados para a geração térmica, o objetivo econômico do planejamento da operação é substituir sempre que possível a geração de origem térmica por geração de origem hidráulica. Devido à complexidade para resolução do despacho hidrotérmico, é apresentado nessa dissertação o software dhoVisual com um modelo de otimização não linear, baseado na altura de queda das hidrelétricas com reservatório, que toma a decisão mais apropriada para a operação do SIN em cada período considerado. Para isso, foi adotado o método de Pontos Interiores comparando casos otimizados de forma não linear com casos otimizados linearmente. / The National Interconnected System (SIN), unique for its level of contribution from renewable sources and characterized as hydrothermal, is regulated in accordance with the planning of the operation. Taking into account no cost for the generation of hydroelectric and high cost due to the high price of fuel used for heat generation, the economic objective of the planning of the operation is always to replace, as possible, the generation of thermal generation by generation of hydraulic origin. Concerning the complexity to solve the hydrothermal dispatch, it will be presented in this dissertation the dhoVisual software with a nonlinear optimization model based on the head variation of hydropower with reservoir, taking the most appropriate decision for SIN operation in each period considered. For this, it was adopted the Interior Point method comparing optimized cases of non-linearity with cases optimized linearly.

Orientadores: Aurélio Ribeiro Leite de Oliveira, Maria de Los Angeles González-Lima / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-16T08:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_DaniloEliasde_D.pdf: 6128884 bytes, checksum: 221aef44232fcf13e9d65227fb7f7c36 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Apresentamos neste trabalho um método robusto e eficiente para a resolução do sistema linear estável para problemas de programação linear com variáveis canalizadas. O sistema linear estável é uma abordagem que pode ser utilizada para resolver os sistemas lineares que surgem em métodos de pontos interiores na programação linear. Adicionalmente, fazemos uma comparação entre o método apresentado e o sistema de equações normais resolvido por um método direto, também, por um método iterativo, nas iterações do método preditor-corretor. Essa comparação é realizada pela implementação do método em linguagem C e integrada a uma implementação do método preditor-corretor já existente. Apresentamos também, um estudo numérico e comparativo sobre perturbação para problemas degenerados. Para os testes computacionais foram utilizados os problemas da Netlib / Abstract: We present in this thesis a robust and efficient method for solving the stable linear system for linear programming problems with bounded variables. The stable linear system is an approach that can be used to solve linear systems arising in interior point methods in linear programming. Additionally, we perform a comparison among the present method and the system of normal equations solved by direct and iterative methods in the predictor-corrector version. To perform this comparison, we have implemented the method in the C language and integrated it in an implementation of the predictor-corrector version. We also have developed perturbations for the degenerated case. For the computational experiments we have used the Netlib set of test problems / Doutorado / Otimização / Doutor em Matemática Aplicada

Orientadores: Christiano Lyra Filho, Aurélio Ribeiro Leite de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T10:40:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_SilviaMariaSimoesde_D.pdf: 1427390 bytes, checksum: 46a85c5d1759bf72fed5ba7508ef4f53 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os métodos de pontos interiores do tipo primal-dual são utilizados para minimizar os custos na geração e perdas na transmissão de energia elétrica no planejamento a curto-prazo da operação (prédespacho), em um sistema hidroelétrico com manobras previamente programadas. É realizado o estudo da estrutura matricial desse problema e das alterações que as manobras impõem ao sistema. Essas informações são exploradas para obter métodos especializados para a classe de problemas estudados. A solução de parte dos sistemas lineares em cada iteração depende somente de dados físicos e topológicos da rede. Algumas das matrizes associadas aos sistemas lineares podem ser decompostas antes de iniciar o processo iterativo, aumentando a velocidade de processamento. Resultados computacionais com sistemas testes do IEEE e sistemas reais brasileiros mostram que o método proposto é rápido e robusto, obtendo convergência em todos os testes viáveis à rede, aqui realizados / Abstract: The primal-dual interior point method is used to minimize the predispatch generation costs and transmission losses on short term operation planning of hydroelectric power systems with previously scheduled maneuvers. A matrix structure study is performed to consider the changes that occur in the system along the planning period. This information is used to develop specialized methods for the studied problem class. Some linear systems solved at each iteration depend only on network physical data and topology. Such matrices can be decomposed before starting the iterative process, speeding up the implementation. Numerical experiments with IEEE and real Brazilian power systems show that the proposed approach is fast and robust obtaining convergence in all performed tests / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Aurelio Ribeiro Leite de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-18T09:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Contharteze_Eliana_M.pdf: 964639 bytes, checksum: d9a9a761fbb64f1950cd4f206057d779 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os métodos de pontos interiores primais-duais para o problema de regressão pela norma-p desenvolvidos terão sua estrutura matricial resultante explorada objetivando uma implementação eficiente. O problema de regressão tem inúmeras aplicações em diversas áreas. A norma-2 é muito popular, entre outros motivos, por permitir uma solução direta. Por sua vez a norma-1 permite reduzir o efeito de pontos discrepantes enquanto que a norma infinito garante proteção contra o pior caso. A norma-p permite pensar estas características de diferentes formas, adaptando o método ao problema a ser resolvido. A implementação dos métodos de pontos interiores a ser desenvolvida será comparada com implementações eficientes de outros métodos já existentes / Abstract: The specific primal-dual interior point methods for the p-norm fitting problem previously developed will have their resulting matrix structure exploited aiming at an efficient implementation. The fitting problem has numerous applications in various areas. The 2-norm is very popular, among other reasons, for allowing a direct solution. The 1-norm allows the reduction of the effect of outliers while the infinite norm provides protection against the worst case. The p-norm allows to think these characteristics in different ways adapting the method to the problem to be solved. The interior point method implementation to be developed will be compared with an efficient implementation of other existing methods / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestre em Matemática Aplicada

O problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) vem sendo estudado desde a década de 1960 e vários métodos de resolução são encontrados na literatura. Em particular, os métodos de Pontos-Interiores (PI) vêm tendo um grande destaque devido a sua robustez e eficiência, alcançando convergência com reduzido número de iteraçoes mesmo em problemas com um grande número de variáveis. Apesar do seu bom desempenho computacional no que se refere a número de iterações e tempo de processamento, os métodos de PI não possuem convergência global, que consiste em encontrar uma solução independente da escolha do ponto inicial. Um dos objetivos desta pesquisa é o desenvolvimento de um algoritmo de FPO globalmente convergente, ou seja, capaz de encontrar uma solução sempre que uma existir. Para atingir esse objetivo, o algoritmo proposto associa métodos de Região de Confiança com os eficientes métodos de PI. Algoritmos globalmente convergentes são invariavelmente computacionalmente intensivos, de forma que três abordagens distintas para a resolução dos subproblemas de região de confiança foram estudadas. Quanto à formulação do problema de FPO, foram desenvolvidos modelos que consideram dispositivos FACTS, como o UPFC (Unified Power Flow Controller), e restrições de estabilidade de tensão. Algumas opções de função objetivo, como minimização de perdas, minimização de corte de carga e maximização de carregamento, foram testadas e o desempenho do algoritmo proposto foi avaliado comparando-o ao desempenho de algoritmos de PI já conhecidos.O problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) vem sendo estudado desde a década de 1960 e vários métodos de resolução são encontrados na literatura. Em particular, os métodos de Pontos-Interiores (PI) vêm tendo um grande destaque devido a sua robustez e eficiência, alcançando convergência com reduzido número de iteraçoes mesmo em problemas com um grande número de variáveis. Apesar do seu bom desempenho computacional no que se refere a número de iterações e tempo de processamento, os métodos de PI não possuem convergência global, que consiste em encontrar uma solução independente da escolha do ponto inicial. Um dos objetivos desta pesquisa é o desenvolvimento de um algoritmo de FPO globalmente convergente, ou seja, capaz de encontrar uma solução sempre que uma existir. Para atingir esse objetivo, o algoritmo proposto associa métodos de Região de Confiança com os eficientes métodos de PI. Algoritmos globalmente convergentes são invariavelmente computacionalmente intensivos, de forma que três abordagens distintas para a resolução dos subproblemas de região de confiança foram estudadas. Quanto à formulação do problema de FPO, foram desenvolvidos modelos que consideram dispositivos FACTS, como o UPFC (Unified Power Flow Controller), e restrições de estabilidade de tensão. Algumas opções de função objetivo, como minimização de perdas, minimização de corte de carga e maximização de carregamento, foram testadas e o desempenho do algoritmo proposto foi avaliado comparando-o ao desempenho de algoritmos de PI já conhecidos.O problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) vem sendo estudado desde a década de 1960 e vários métodos de resolução são encontrados na literatura. Em particular, os métodos de Pontos-Interiores (PI) vêm tendo um grande destaque devido a sua robustez e eficiência, alcançando convergência com reduzido número de iteraçoes mesmo em problemas com um grande número de variáveis. Apesar do seu bom desempenho computacional no que se refere a número de iterações e tempo de processamento, os métodos de PI não possuem convergência global, que consiste em encontrar uma solução independente da escolha do ponto inicial. Um dos objetivos desta pesquisa é o desenvolvimento de um algoritmo de FPO globalmente convergente, ou seja, capaz de encontrar uma solução sempre que uma existir. Para atingir esse objetivo, o algoritmo proposto associa métodos de Região de Confiança com os eficientes métodos de PI. Algoritmos globalmente convergentes são invariavelmente computacionalmente intensivos, de forma que três abordagens distintas para a resolução dos subproblemas de região de confiança foram estudadas. Quanto à formulação do problema de FPO, foram desenvolvidos modelos que consideram dispositivos FACTS, como o UPFC (Unified Power Flow Controller), e restrições de estabilidade de tensão. Algumas opções de função objetivo, como minimização de perdas, minimização de corte de carga e maximização de carregamento, foram testadas e o desempenho do algoritmo proposto foi avaliado comparando-o ao desempenho de algoritmos de PI já conhecidos.