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

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

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

Orientador: Paulo José Amaral Serni / Coorientador: André Luiz Andreoli / Banca: Paulo Sergio da Silva / Banca: Alessandro Goedtel / Resumo: Esta dissertação apresenta a análise, modelagem e controle vetorial de um sistema de geração eólica tendo um gerador de indução duplamente alimentado como máquina primária e equipado com um conversor back-to-back para gerenciamento da potência entregue ou absorvida da rede elétrica, independentemente do tipo de carga instalada, por meio de compensação de reativos e filtragem ativa das correntes da rede. Para atingir este objetivo, a modelagem do sistema, bem como o projeto dos controladores foram desenvolvidos no ambiente de simulação Matlab®/Simulink®, em que o controle do conversor do lado do rotor realiza a regulação do torque e o controle de potência ativa e reativa, enquanto que o controle do conversor do lado da rede tem a função de manter a tensão do link-CC constante e produzir fator de potência unitário, compensando reativos oriundos do sistema de geração eólica e da carga instalada e atuando como um filtro ativo de potência, melhorando o índice de distorção harmônica da corrente da rede. Além disso, controladores proporcionais-ressonantes foram utilizados a fim de mitigar harmônicos gerados pelo conversor atuando no modo retificador. Também foi realizado o controle do ângulo de passo das pás da turbina, com a finalidade de obter a máxima potência para qualquer velocidade do vento. Os resultados obtidos permitiram avaliar o desempenho dos controladores, de modo que o fator de potência foi mantido unitário para variações abruptas de carga. Tem-se compensação harmônica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation presents the analysis, modeling and vector control of a wind power system with a doubly-fed induction generator as a primary machine and equipped whit a back-to-back converter to manage power delivered to or absorbed from the grid, independently of the installed load type, through reactive compensation and active filtering of grid currents. To achieve this goal, the system modelling and the controller design was developed in the Matlab®/Simulink® software, where the rotor-side converter control regulates torque and control active and reactive power. The grid-side converter control has the function of maintaining the DC link voltage constant and produce unit power factor, compensating reactive power from the wind generation system and the installed load and acting as an active power filter, which improves the total harmonic distortion of the grid current. In addition, proportional-resonant controller was used to mitigate harmonics generated by the converter acting in the rectifier mode. The pitch angle controller also was made in order to obtain the maximum power for any wind speed. The results obtained allowed to evaluate the performance of the controllers, so that the power factor was unit for abrupt loads variation, there was harmonic compensation for nonlinear loads and the maximum power from the wind was extracted and generated. / Mestre

Resumo: A aplicação de bancos de capacitores nos sistemas de distribuição é realizada de maneira a compensar a energia reativa da rede, contribuindo com a redução das perdas elétricas, com a melhoria do perfil da tensão, e propiciando, menores custos operacionais do sistema. Além dessas melhorias, buscam-se também a redução dos custos operacionais, a redução dos investimentos para instalação de novos equipamentos, redução dos custos de manutenção e a extensão de sua vida útil. Dessa maneira, o problema do planejamento e operação de bancos de capacitores engloba a determinação da alocação ideal do equipamento na rede de distribuição, definindo seu tipo e tamanho até o problema de definição do tipo de controle e o ajuste do equipamento. Considerando que as cargas estão sujeitas a variações não simultâneas ao longo do dia, a operação do equipamento, com ajustes fixados do dispositivo de controle, pode não ser suficiente para prover a compensação reativa necessária. Portanto, o objetivo principal desse trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia de controle e ajuste do chaveamento de bancos de capacitores automáticos aplicados a alimentadores de distribuição de energia elétrica baseado na utilização do Fluxo de Potência Ótimo Parametrizado para minimização do número de chaveamentos dos bancos de capacitores, redução das perdas elétricas e manutenção do perfil de tensão nos alimentadores da rede de distribuição. Foi estudado um sistema de 70 barras, curvas de carga discretizadas em patamares de 10 min nas quais foram aplicadas duas metodologias: de curtíssimo prazo (decisão ON LINE) e de curto prazo (planejamento da operação) obtendo desempenho satisfatório em ambas as aplicações.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-22Bitstream added on 2015-05-14T16:58:48Z : No. of bitstreams: 1 000825243.pdf: 1012739 bytes, checksum: 8d886a62545f4312c83a0776894e8252 (MD5) / Neste trabalho, o problema de planejamento ótimo de reativos é formulado e resolvido como um problema de otimização convexo multi-período estocástico de dois estágios para sistemas elé- tricos de potência multi-área. O modelo clássico de planejamento de reativos não linear inteiro misto é reformulado como um modelo cônico convexo inteiro misto multi-período conside- rando os taps dos transformadores com controle de taps como variáveis inteiras. No contexto dos sistemas multi-área, o problema é resolvido de forma descentralizada através de relaxação lagrangiana, dividindo o problema multi-área em subproblemas associados a cada área. Os operadores dos sistemas de transmissão de cada área resolvem os seus subproblemas de forma coordenada com as áreas adjacentes mantendo a confidencialidade dos dados dos seus sistemas, trocando apenas informações das barras de fronteiras. Na formulação estocástica, a demanda em cada área é considerada como parâmetro aleatório através de uma função de distribuição Normal, e os cenários são gerados para cada período através da técnica de amostragem Latin Hypercube. A quantificação da presença das incertezas no sistema elétrico é realizada atra- vés do cálculo dos valores característicos dos parâmetros incertos. Além disso, o problema de planejamento de reativos estocástico é formulado também como um problema de programação multiobjetivo que otimiza a função de custos totais de expansão e a função de risco de corte de carga que é modelada através do regret, considerando limites nos investimentos relacionados com os custos fixos de alocação de novas fontes. A metodologia baseada na restrição- ε é uti- lizada para a solução do problema multiobjetivo. Finalmente o trabalho proposto é analisado e avaliado através de testes e simulações usando o sistema de potência real Sul Sudeste Brasileiro e o sistema de ... / In this work, the reactive power planning problem is modeled and solved as a two stage sto- chastic multi-period convex optimization problem in multi-area power systems. The classical mixed integer reative power planning model is reformulated as a multi-period conic convex mi- xed integer model considering the taps of transformers as integer variables. In the multi-area power system context the problem is decentralized by lagrangian relaxation, decomposing the multi-area problem in subproblems associated with each area. The transmission system opera- tors in each area solve their subproblems in coordination with adjacent areas while maintaining the confidentiality of their power system data, only exchanging boundary buses information. In the stochastic formulation, demand uncertainty in each area is considered by a Normal distribu- tion function, and the scenario generation in each period is made through the efficient technique Latin Hypercube sampling. The uncertainty presence at the problem is analyzed by computing the values that quantify the importance of that parameters. Moreover, the stochastic reactive power planning problem is formulated as a multiobjective mathematical programming problem optimizing the expansion costs function and load shedding risk function that is modeled by regret, considering the fix cost budget limit. A ε -constraint methodology is used to solve the multiobjective mathematical programming problem. Finally the obtained solutions from propo- sed problem are analyzed using the real equivalent South and Southeast Brazilian power system and the IEEE-118 test power system

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-16Bitstream added on 2014-06-13T19:08:04Z : No. of bitstreams: 1 faziojunior_a_me_ilha.pdf: 1130687 bytes, checksum: 0ed224bd3a10e2686b6366e69a8f8400 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O referente trabalho de mestrado tem por finalidade avaliar as principais metodologias para o cálculo da energia elétrica, focado na Energia reativa, o qual, até o presente momento, não há um consenso geral entre os pesquisadores, referente ao melhor método para a determinação deste tipo de energia elétrica, considerando que as tensões e correntes são não-senoidais e desequilibradas. Neste contexto, varias abordagens de cálculo de potências elétricas presentes na literatura serão apresentadas, com seus respectivos métodos de cálculo e quais fatores cada uma leva em consideração, como também serão abordadas as características e o contexto em que foram desenvolvidas. As teorias serão posteriormente confrontadas entre si através de simulações por meio de alguns perfis de tensão e corrente devidamente selecionados a fim de avaliar os valores calculados pelas mesmas. Posteriormente, as teorias serão comparadas com medidores comerciais eletrônicos de energia, além de um preciso analisador de energia, o qual considera em seu cálculo, harmônicos e desequilíbrios nas tensões e correntes. Esta proposta experimental visa avaliar o erro dos cálculos referente ao padrão IEEE std. 1459, levando em consideração cada cenário de tensão e corrente (harmônicos e/ou desequilíbrios) imposto, tendo assim uma boa forma de comparação. O esforço deste trabalho visa evidenciar um comparativo entre as teorias, levando em consideração os valores medidos por medidores eletrônicos presentes na atualidade, os quais se acreditam não levar em consideração tensões não senoidais e desequilibradas. Portanto, tais métodos de calculo, considerando o cenário de ensaio proposto pelo trabalho, poderão futuramente estar presentes nos medidores eletrônicos para o correto cálculo da Energia elétrica reativa, frente ao cenário e condições atuais e futuras do Sistema de Energia elétrica / The related work aims to assess the main methodologies for the calculation of electric energy, focused on reactive power, which, until now, there is a general consensus among researchers regarding the best method for the determination of this type power, considering that the voltages and currents are non-sinusoidal and unbalanced. In this context, various approaches for calculating electric power present in the literature will be presented with their respective method of calculation and which factors each takes into account, as well as will discuss the characteristics and the context in which they were developed. The theories will be confronted then with each other through simulations using some current and voltage profiles selected in order to properly evaluate the values calculated for the same. Later, the theories will be compared with commercial electronic energy meters, and a precise energy analyzer, which includes in its calculation, harmonics and imbalances in the voltages and currents. This proposal aims to assess the experimental error of the estimates for the IEEE Std. 1459, taking into account each scenario voltage and current (harmonics and / or imbalances) tax, and thus a good way of comparison. This work effort aims to show a comparative between the theories, taking into account the values measured by electronic meters present today, which are believed not to take into account non-sinusoidal and unbalanced voltages. Therefore, such methods of calculation, considering the scenario proposed by the test work, may be present in future electronic meters for the correct calculation of Reactive Electrical Power, against the backdrop and current conditions and future of Electric Power System

Orientador : Prof. Dr. Odilon Luis Tortelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 26/02/2016 / Inclui referências : f. 119-121 / Área de concentração: Sistemas energia / Resumo: Este trabalho propõe a aplicação da normalização complexa ao método desacoplado rápido trifásico para solução do fluxo de potência em sistemas de distribuição. O objetivo principal do trabalho é estender a eficiência já conhecida do método desacoplado rápido, quando aplicado em sistemas de transmissão, para a análise de sistemas de distribuição. Para tanto, neste trabalho apresenta-se inicialmente a formulação convencional do fluxo de potência, assim como a sua solução pelo método desacoplado rápido monofásico. Em seguida são apresentadas a diferenças entre a normalização por unidade convencional e a normalização por unidade complexa. Esta, ao contrário da outra, se utiliza de uma base de potência com valor complexo e, através deste, é capaz de ajustar virtualmente a relação entre resistência (R) e reatância (X) das linhas do sistema de distribuição, permitindo assim a aplicação do método desacoplado rápido para solução do fluxo de potência em sistemas com elevadas relações R/X. Depois é apresentada a formulação trifásica do fluxo de potência e a sua solução pelo método desacoplado rápido uno à normalização complexa. Os resultados obtidos indicam que a união entre estas duas ferramentas é uma metodologia promissora, visto que foi capaz de solucionar o problema trifásico em redes radiais, malhadas e com assimetrias, tanto de cargas quanto de topologia de rede. Através de correta aplicação da normalização complexa o método desacoplado rápido foi capaz de encontrar convergência em sistemas com elevadas relações R/X das linhas, chegando a patamares próximos àqueles que seriam obtidos com o método de Newton-Raphson tradicional para a solução do fluxo de potência. Também é apresentada a formulação na união do fluxo de potência entre rede de transmissão monofásica e rede de distribuição trifásica. Palavras-chave: Fluxo de potência trifásico. Método desacoplado rápido. Normalização Complexa. Redes de distribuição. / Abstract: This work proposes the application of complex normalization to the three-phase fast-decoupled power flow in distribution systems. The main objective of this work is to extend the well-known efficiency of the fast-decoupled power flow, when applied to transmission systems, to the distribution systems analysis. Therefore, it is initially presented the conventional power flow problem formulation, as well as its solution with the monophasic fast-decoupled method. Later on, the differences between the regular per unit normalization and the complex normalization are exposed. The later one uses a complex power base instead of the real value power base of the regular normalization, and, due to this complex power base, the complex normalization is able to virtually adjust the resistance over reactance relation of distribution systems lines; furthermore allowing the application of the fast-decoupled method in distribution systems. After that, it is presented the three-phase power flow formulation and its solution through the fast-decoupled method united with the complex normalization. The obtained results indicate that this union between these tools is a promising methodology, seen that it was able to solve the three-phase power flow in systems with radial, meshed and asymmetric topologies, including asymmetries in the loads and in the lines. With the correct application of the complex normalization, the fast-decoupled method was able to find the power flow solution in systems with high R/X relations in its lines, using almost the same amount of iterations that Newton-Raphson's method would use for the power flow solution. It is also presented the formulation of the united monophasic transmission power flow to the three-phase distribution power flow. Key words: Three phase power flow. Fast-decoupled method. Complex normalization. Distribution networks.

Orientador: Antonio Roberto Balbo / Co-orientador: Leonardo Nepomuceno / Banca: Guilherme Guimarães Lage / Banca: Edmea Cassia Baptista / Resumo: O problema de Fluxo de Potência Ótimo tem por objetivo a otimização de um critério de desempenho elétrico sujeito ao atendimento das demandas de potência ativa e reativa em cada barra e de restrições técnico-operacionais dos sistemas de geração e transmissão. É um problema de otimização, não-linear, não-convexo e de grande porte. Neste trabalho é explorado o problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo com o objetivo de minimizar as perdas de potência ativa na transmissão e para resolvê-lo é proposto um método primal-dual de pontos interiores/exteriores barreira logarítmica modificada com estratégias de teste quadrático e determinação de direções de busca combinadas. O teste quadrático é proposto como alternativa ao procedimento de Cholesky na verificação da positividade da matriz hessiana do problema, que, se definida positiva, garante direções de descida para o método. As novas direções de busca são determinadas através de combinações das direções dos procedimentos previsor e corretor, determinadas através da análise das condições de complementaridade das variáveis primais e duais do problema. O método proposto foi implementado em Matlab e aplicado aos sistemas elétricos 9 e 39 barras e aos sistemas IEEE 14, 30, 57 e 118 barras. O desempenho do método com as estratégias propostas é avaliado em termos do número de iterações e do tempo computacional. Os resultados são promissores e permitem a aplicação do presente método, com as estratégias propostas, para resolver o... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The reactive optimal power flow problem is concerned with the optimization of a specific criterion associated with the transmission system while enforcing the power balance in each transmission bus, as well as operational and physical constraints associated with generation and transmission systems. It is a nonlinear, non-convex and large optimization problem. In this work we consider the active losses minimization in the transmission system as a criterion for the optimal power flow problem. The solution of the problem is investigated by proposing a modified log-barrier primal-dual interior/exterior point method with a quadratic test strategy and new search direction procedures. The quadratic test is proposed as an alternative strategy to the Cholesky procedure for calculating the positivity of the Hessian matrix of the problem.The new search directions investigated in the paper are determined by combining the search directions calculated in the predictor and corrector steps, respectively, and also by using information associated with the complementarity conditions. The method proposed is implemented in Matlab and applied to solving the reactive optimal power flow problem for 9 and 39-bus systems, as well as for the IEEE 14, 30, 57 and 118-bus test systems. The performance of the method with the proposed strategies for search directions is evaluated in terms of the number of iterations and computational times. The results are promising and allow the application of the present ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre