[pt] Este trabalho apresenta um modelo de previsão de curto prazo para cargas reativas horárias. Tal modelo é uma extensão do método desenvolvido por P. C. Gupta no qual utiliza-se um procedimento de previsão que combina idéias e procedimentos de duas abordagens: o método de amortecimento exponencial e o modelo de Box e Jenkins. Até os dias atuais os estudos nesta área foram elaborados para potência ativa da carga. Como praticamente não existem na literatura especializada métodos de previsão para a carga reativa, este trabalho pretende iniciar a modelagem destes dados, o qual é de grande importância para o novo modelo do Setor Elétrico Brasileiro. Desta forma o desenvolvimento desta ferramenta tem a intenção de aprimorar a avaliação do comportamento desta carga, contribuindo para o melhor desempenho operacional do sistema elétrico. Com a evolução das técnicas, este trabalho utiliza também métodos inteligentes para fazer a previsão de carga reativa. Sendo assim foram utilizadas Redes Neurais Artificiais, a título de comparação dos resultados com o modelo proposto. / [en] This dissertation presents a reactive load forecast model for power systems. The model is an extension of P. C. Gupta s method, including ideas and procedures from exponential smoothing and Box and Jenkins models. A wide variety of studies has been developed in the last years on load forecast model for active power only. On the other hand, reactive load forecast works haven t been commonly implemented. The introduction of this new concept intends to fulfill this gap of reactive load forecast studies due to their importance to the Brazilian Power System. An improved load behavior evaluation and a better electric system operation could arise with the adoption and development of this tool. Comparisons with as neural network models were also done.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T16:47:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:01:39Z : No. of bitstreams: 1 161645.pdf: 3274649 bytes, checksum: 520924750ff5ee593d0bbf924b0794c9 (MD5) / Este trabalho apresenta uma abordagem respeito ao Serviço Ancilar de Suporte de Reativos e seu impacto sobre o máximo carregamento do sistema, considerando o ambiente desregulamentado existente no Setor Elétrico. O objetivo é contribuir com o desenvolvimento de metodologias na definição dos custos associados ao suporte de potência reativa. Para tanto, propõe-se uma função custo de geração de potência reativa, que relaciona aspectos econômicos e técnicos existentes dentro do sistema de potência a partir das características das máquinas síncronas. Em primeiro lugar, este trabalho representa a capacidade de geração de potência ativa de uma máquina síncrona, em função da potência reativa sendo gerada, a partir da curva de capabilidade da máquina. Posteriormente, associa o custo de oportunidade perdida de gerar potência ativa ao custo de geração de reativos. Esta função custo de reativos é modelada num problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo Parametrizado nas cargas ativas e reativas. A solução deste problema é acompanhada, usando o método da continuação, para incrementos no parâmetro das cargas, até o limite de máximo carregamento do sistema de potência

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T05:06:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282221.pdf: 6469398 bytes, checksum: 1fd488037c44008df8a65c2c7192b634 (MD5) / Neste trabalho é proposto o estudo e a implementação de um conversor que apresente o comportamento de uma carga indutiva trifásica variável. Tal conversor pode ser empregado na regulação da tensão senoidal ou compensação de potência reativa de um sistema de distribuição, como alternativa aos conversores convencionais que empregam tiristores. São apresentados, além do princípio de funcionamento do conversor e uma estratégia de modulação, uma analise teórica para obtenção de expressões simples que relacionam a variável de controle - razão cíclica - com a impedância equivalente do conversor. É implementado um protótipo de 12,5 kVAr operando com freqüência de chaveamento de 20 kHz. Os resultados experimentais são apresentados e comparados com os resultados obtidos por simulação tanto para o conversor proposto quanto para o conversor convencional a tiristor. Por fim, são descritas as contribuições e as possibilidades de continuidade do trabalho

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T19:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232386.pdf: 1000771 bytes, checksum: 69ccdeccd3759e0153b9858d16da4501 (MD5) / Esta dissertação aborda o problema de suporte de potência reativa a sistemas de distribuição em ambiente de mercado competitivo a partir do ponto de vista de uma concessionária de distribuição. O problema é tratado como provimento de serviços ancilares envolvendo provedores externos (geração externa à concessionária e empresas transmissoras) ou locais (geração distribuída, etc.). Neste cenário, a empresa deve estar instrumentalizada para analisar as opções mais econômicas para atender suas necessidades de suporte de potência reativa. O problema é formulado como uma aplicação de Fluxo de Potência Ótimo em que a rede elétrica e as características de custo das unidades geradoras são representadas. A metodologia proposta proporciona à concessionária uma ferramenta de apoio à tomada de decisão entre a contratação de suporte de potência reativa junto a geradores conectados à sua rede, ou seu provimento através dos pontos de fronteira com a rede básica de transmissão. Exemplos de aplicação são apresentados para os sistemas-teste de 14 e 57 barras IEEE, bem como a um sistema realístico extraído dos bancos de dados do ONS com o intuito de mostrar a aplicabilidade em um cenário real e discutir seus resultados. This thesis addresses the problem of providing reactive support to a distribution system under market conditions from the distribution utility´s point-of-view. The problem is dealt with as ancillary service procurement where the potential suppliers are external sources (external generation, transmission utilities) or local generation (distributed generation, etc.). In this scenario, adequate tools should be available for the distribution utility to determine the most economic reactive power supply alternatives. The problem is formulated as an Optimal Power Flow application in which the electric network and the cost characteristics of the generating units are represented. The proposed methodology exhibits the desired properties of a decision making aiding tool for the distribution utility. Examples of its application to the IEEE 14-bus and 57-bus test systems, as well as to a realistic power network are presented and discussed.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:13:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269101.pdf: 2300727 bytes, checksum: fa4e87cfef963145a9d395b0efa959f9 (MD5) / Esta dissertação apresenta um modelo de despacho ótimo de potência reativa baseado na minimização do custo de oportunidade dos geradores. A representação do custo de oportunidade é simplificada, de forma que o modelo de despacho possa ser expresso como um problema de otimização em dois níveis. Os objetivos do trabalho são analisar os resultados obtidos através do despacho ótimo de potência reativa baseado na minimização do custo de oportunidade e estudar o comportamento desse custo para os diferentes geradores do sistema, analisando a viabilidade do mecanismo de despacho e sua aplicabilidade na operação sob condições de competição na geração. O programa computacional implementado para resolver o problema de otimização em dois níveis tem por base o Método da Substituição, no qual o problema do segundo nível é resolvido analiticamente e substituído por suas condições de Karush-Kuhn-Tucker, transformando o problema de otimização em dois níveis em um problema de apenas um nível. Para garantir que o conjunto de restrições do problema de otimização resultante seja regular, é realizada a substituição das restrições de folga complementar por funções auxiliares diferenciáveis (funções de Fischer-Burmeister). Os resultados numéricos obtidos com um sistema de 2 barras e o sistema teste de 30 barras do IEEE mostram que o modelo fornece soluções coerentes. As soluções mostram claramente a importância de cada gerador no provimento de reativos para o sistema.

Orientador : Prof. Dr. Gideon Villar Leandro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba,30/08/2013 / Bibliografia: fls. 151-155 / Resumo: O grande desafio da sociedade contemporânea na busca da sustentabilidade dos processos de industrialização será o equacionamento ideal entre desenvolvimento industrial, consumo energético e conservação ambiental. Atualmente existe uma grande preocupação com a redução dos custos de produção e aumento de produtividade no setor industrial e, visando atender esta nova tendência, muitas empresas têm buscado aumentar a confiabilidade de seu processo produtivo por meio de novas técnicas de manutenção. Diante da necessidade de melhoria da eficiência dos processos produtivos é urgente a necessidade de aliar conceitos de avaliação de eficiência energética aos de aplicação de técnicas preditivas de manutenção dos motores de indução (MI), máquina elétrica responsável pelo consumo de mais de 50% da energia elétrica disponível para os processos industriais. Na busca de uma relação entre eficiência energética e as técnicas preditivas, cabe ressaltar a contribuição do trabalho quanto ao lançamento de uma abordagem simplista, em relação à grandeza chamada Condutância Trifásica (Gabc). O valor de Gabc é determinado e comparado com um valor de referência e tem um alto potencial de identificação das alterações de características de funcionamento do MI. A abrangência da técnica de análise da potência elétrica total, por meio também dos efeitos em Gabc, foram testados com a proposição de um sistema de detecção de defeitos em motores de indução utilizando a Lógica Fuzzy (LF). A partir das regras de inferência ou base de conhecimento, é possível a melhoria contínua no processo global de monitoramento de condição de funcionamento do MI. O Sistema de Diagnóstico de Defeitos Fuzzy (DDF) proposto foi testado por meio da inserção de perturbações de origem elétrica, térmica e mecânica. Os resultados obtidos com a utilização do DDF para as perturbações inseridas neste trabalho foram considerados adequados para o monitoramento da condição de funcionamento do MI. O grande desafio da sociedade contemporânea na busca da sustentabilidade dos processos de industrialização será o equacionamento ideal entre desenvolvimento industrial, consumo energético e conservação ambiental. Atualmente existe uma grande preocupação com a redução dos custos de produção e aumento de produtividade no setor industrial e, visando atender esta nova tendência, muitas empresas têm buscado aumentar a confiabilidade de seu processo produtivo por meio de novas técnicas de manutenção. Diante da necessidade de melhoria da eficiência dos processos produtivos é urgente a necessidade de aliar conceitos de avaliação de eficiência energética aos de aplicação de técnicas preditivas de manutenção dos motores de indução (MI), máquina elétrica responsável pelo consumo de mais de 50% da energia elétrica disponível para os processos industriais. Na busca de uma relação entre eficiência energética e as técnicas preditivas, cabe ressaltar a contribuição do trabalho quanto ao lançamento de uma abordagem simplista, em relação à grandeza chamada Condutância Trifásica (Gabc). O valor de Gabc é determinado e comparado com um valor de referência e tem um alto potencial de identificação das alterações de características de funcionamento do MI. A abrangência da técnica de análise da potência elétrica total, por meio também dos efeitos em Gabc, foram testados com a proposição de um sistema de detecção de defeitos em motores de indução utilizando a Lógica Fuzzy (LF). A partir das regras de inferência ou base de conhecimento, é possível a melhoria contínua no processo global de monitoramento de condição de funcionamento do MI. O Sistema de Diagnóstico de Defeitos Fuzzy (DDF) proposto foi testado por meio da inserção de perturbações de origem elétrica, térmica e mecânica. Os resultados obtidos com a utilização do DDF para as perturbações inseridas neste trabalho foram considerados adequados para o monitoramento da condição de funcionamento do MI. / Abstract: The biggest challenge of the contemporary society in its sustainability search for industrialization process will be the ideal balance among industrial development, energy consumption, and environment preservation. Today there has been a great concern to reduce the production costs along with the increase of productivity in the industrial sector; seeking to meet this new trend, several companies have looked for increase the reliability of the production process by means of new maintenance techniques. Due to the need of better efficiency of the production processes, the need of combining concepts of energy efficiency evaluation with maintenance predictive techniques of induction motors (IM) - electrical machine responsible for consuming above 50% of electrical energy available for industrial processes - is urgent. In a search for a relation between energetic efficiency and predictive techniques, it is emphasized the contribution of this work by defining a simple approach in relation to a quantity called Three-phase Conductance (Gabc). The Gabc's value is determined and compared with a reference value and has a high potential for the identification of changes in the operating characteristics of MI. The scope of the technique of total electric power analysis, also by means of Gabc's effects, was tested by proposing a defect detection system in induction motors using Fuzzy Logic (FL). From inference rules or knowledge basis, it is possible to continuous global process improvement of monitoring the working conditions of IM. The proposed Fuzzy-based defect diagnosis system (FDD) was tested by means of inserting electrical, thermal, and mechanic perturbations. The results obtained using the FDD for the disturbances used in this work were considered suitable for monitoring the operating condition of MI.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-19Bitstream added on 2014-06-13T20:48:01Z : No. of bitstreams: 1 arbex_cjn_me_bauru.pdf: 913801 bytes, checksum: d07afb491bb762699a6e8c708405c758 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta um estudo de aplicação da Teoria de Potência Conservativa (CPT) na geração da referência para um filtro ativo de potência paralelo (FAP), a fim de promover a compensação de distúrbios de corrente em um sistema elétrico trifásico a três fios. Apresenta, também, um resumo de algumas das principais teorias de potência utilizadas na análise de sistemas elétricos com formas de onda não senoidais e desequilibradas, especialmente aquelas úteis para o controle de filtros ativos. Atenção especial foi dada para a teoria CPT que, além de ser uma proposta recente, permite selecionar o distúrbio a ser compensado pelo filtro ativo paralelo, bastando definir sua referência a partir das parcelas de corrente da CPT. Neste trabalho também foi proposta uma metodologia de projeto para filtros ativos paralelo, a qual é baseada na análise da carga através da CPT e em função da compensação seletiva de distúrbios. Dessa forma é possível estudar a viabilidade econômica de um dado filtro ativo paralelo escolhendo a parcela de corrente mais adequada a ser compensada, obviamente, dentro de uma determinada configuração de carga. Outro ponto destacado no trabalho foi a introdução de uma nova definição de fator de potência, proposta pela CPT e que, além de reativos, também considera os efeitos dos desequilíbrios e das distorções no sistema elétrico. Com base nesta nova definição, percebe-se a necessidade de uma revisão dos valores de referência definidos pelas normas atuais para o fator de potência. A validação dos estudos e do uso da CPT no controle do filtro ativo paralelo foi feita através de simulações computacionais no software PSIM / This work presents an application study of the Conservative Power Theory (CPT) in the generation of control reference for a Parallel Active Power Filter (PAF), in order to compensate current disturbances in a Three-phase three-wite electrical power system. Some of the most important power teories find in literature have also been summarized, especially those related to active filter controlling techniques. Special attention was given for the CPT, since is a recent proposal and it allows the selection of the disturbance to be compensated through the definition of different control references using different CPT current parcels. An alternative methodology has also been proposed tot the design of the parallel active power filter, which is based on the analysis of the load by means of the CPT current decomposition and according to a previously defined selective compensating strategy. Therefore, it is possible to analyze the economic viability of the active power filter implementation if choosing the most important disturbance to be compensated, obvioulsly assuming a specific load configuration. Other important contribution was the discussion of a new power factor definition (proposed by the CPT), which considers not only the load reactive behavior, but also the effects of current unbalances and distortions on the efficiency of the power circuit. Based on this new definition, we observe the necessity of revising the normalized referential values in order to ensure a proper accountability or revenue metering methodology. Finally, the theoretical studies and the CPT application for controlling a parallel active filter were validated by means of computational simulations using PSIM software

[pt] Este trabalho faz um estudo de várias metodologias de partição de custos em ambientes competitivos, com o objetivo de se propor algoritmos para a repartição do custo de suporte de reativo entre os diversos acessantes. Entre as várias metodologias estudadas, como por exemplo Nucleolus, Principio da Decomposição e Valor de Shapley, será verificado que o método de Aumann-Shapley é o mais adequado à repartição do custo de suporte de reativo, já que é baseada em custos marginais, bastante compatíveis com um ambiente econômico competitivo. Técnicas de otimização são de extrema importância para aplicação da metodologia de Aumann-Shapley, porque fornecem os multiplicadores de lagrange necessários ao cálculo dos custos marginais de potencia reativa, que são utilizados na repartição de custos de Aumann-Shapley. Neste sentido, é apresentado um algoritmo de pontos interiores, através do qual também se obtém o custo total de suporte reativo. Dois algoritmos para a repartição do custo de suporte de reativo serão então apresentados, um para aplicação ao caso determinístico e outro para o caso estocástico, de modo a se considerar s ocorrência de contingências na rede elétrica. A metodologia proposta é ilustrada em estudos utilizando- se dois sistemas teste: um de 24 barras e outro de 1653 barras. / [en] This work presents the study of some cost allocation methodologies in a competitive framework and proposes algorithms to reactive cost allocation among transmission consumers. Among the studied methodologies, e.g. Nucleolus, Decomposition Principle and Shapley Value, the Aumann-Shapley methodology will be shown to be the most adequate in sharing the cost of reactive support, due to its basis in marginal cost compatible with and economic competitive framework. Optimization techniques are very important to Aumann- Shapley methodology application, because the supplied Lagrange multipliers are extremely important to the evaluation of reactive power marginal cost, carried out in Aumann-Shapley cost allocation. Besides that, an interior point algorithm will be presented, which is used to obtain Lagrange multipliers and to determine the reactive support total cost. Afterwards, two algorithms will be presented to reactive power support cost allocation, one to be applied in a deterministic case and the other to a stochastic case, where contingencies in a electric network are taken into account. The proposed method is illustrated in studies with two electric test systems: one composed by 24 buses and other by 1653 buses.

[pt] As curvas de capacidade de geração de potência reativa fornecidas pelos fabricantes são elaboradas em função dos parâmetros de projeto do gerador, e geralmente não consideram as condições de operação da planta e do sistema como fatores limitantes. É sabido que as condições de operação da planta, tais como tensões nominais do terminal do gerador e das barras auxiliares, valores limites dos reguladores de tensão, potência máxima da turbina e dispositivos de limitação e proteção de sub e sobreexcitação podem ser fatores limitantes da capacidade de geração e absorção de potência reativa. Neste trabalho foi elaborado um método e desenvolvida uma ferramenta computacional para identificar a curva de capacidade real de geração de potência reativa para qualquer ponto de operação. Este trabalho pode ser estendido para qualquer gerador, conhecidas as características da usina. Nos estudos de caso apresentados pôde-se verificar que é possível ampliar a capacidade de geração reativa da usina apenas conhecendo seus reais limites, não necessitando portanto, de grandes investimentos para o aumento dessa capacidade. / [en] They show that different generator loads produce greater heating in different parts of generator. A method is described and a software is presented to evaluate the actual reactive power capability curve considering the operating condition.This paper shows that it is possible to enlarge the reactive power capability only by knowing the actual capability limitations, without raising costs and keeping operation safe.It is important to the generator agent to know its capabilities if it is desidered to provide reactive support as an ancillary service in the new competitive environment.

Orientador: Antonio Roberto Balbo / Banca: Leonardo Nepomuceno / Banca: Marcelo Suetake / Banca: Washington Alves de Oliveira / Banca: Daniela Renata Cantane / Resumo: O problema multiobjetivo de despacho econômico e ambiental com efeito de pontos de carregamento de válvula e com perdas de potência ativa, é um problema de otimização multiobjetivo, não convexo e não-diferenciável. Por apresentar tais características, normalmente, é resolvido na literatura, através de abordagens heurísticas de otimização. Com a inserção da representação da transmissão (fluxo de potência) ao problema multiobjetivo, o mesmo torna-se mais complexo de ser solucionado. Devido a estas dificuldades, são escassas as abordagens determinísticas de otimização para solução destes tipos de problemas, uma vez que elas necessitam do cálculo de derivadas parciais, enquanto que, as heurísticas não necessitam. Portanto, os principais objetivos deste trabalho são: propor uma abordagem determinística para a solução dos problemas em destaque e comparar com outros métodos disponíveis na literatura, principalmente os métodos heurísticos e meta-heurísticos. A abordagem determinística proposta tem as seguintes características: tratar a natureza multiobjetivo dos problemas através da estratégia de Restrições Canalizadas Progressivas (RCP); utilizar uma técnica de suavização de funções para lidar com a não diferenciabilidade e, por fim, utilizar um método de rescalamento não-linear, baseado na função barreira logarítmica modificada, com procedimento previsor-corretor e estratégia de correção de inércia para resolver os subproblemas resultantes da estratégia RCP. A metodologia proposta ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The multiobjective economic and environmental dispatch problem with valve-point loading effects and losses is a multiobjective, non-convex and non-differentiable optimization problem. Due to these characteristics, it has been solved in the literature mainly by heuristic approaches. The addition of the network representation to the multiobjective problem makes it more complex to be solved. Due to these difficulties, there are few deterministic optimization approaches for solving these problems. While deterministic optimization approaches require the calculation of partial derivatives, heuristic approaches do not. Therefore, the main objective of this work is to propose a deterministic approach to solve these problems and compare it with other methods available in the literature, especially the heuristic and metaheuristic methods. The proposed deterministic approach has the following characteristics: the multiobjective nature of the problems is handled through the Progressive Bounded Constraint (PBC) strategy, a smoothing function technique is employed to deal with the cost function non-differentiability and, finally, the non-linear rescaling method, based on the modified logarithmic barrier function, with predictorcorrector procedure and inertia correction strategy, is applied to solve the single objective subproblems resulting from the PBC method. The proposed methodology is applied to the test systems with 2, 6, 10, 19 and 40 generators for the multiobjective dispatch proble... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor