Αυτή η διπλωματική εργασία εξετάζει θέματα που αφορούν την παρεχόμενη ποιότητα ισχύος στα σύγχρονα ηλεκτρικά συστήματα. Θα εξετάσουμε την απόδοση ενός στατικού σύγχρονου αντισταθμιστή STATCOM, που λειτουργεί ως ρυθμιστής τάσης, σε ένα σύστημα αυτοδιεγειρόμενης επαγωγικής γεννήτριας που τροφοδοτεί μη γραμμικά φορτία. Εκτός της θεωρητικής ανάλυσης των συνιστωσών του εξεταζόμενου συστήματος, θα πραγματοποιήσουμε προσομοίωσή του, με τη βοήθεια του λογισμικού PSCAD/EMTDC, με σκοπό την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων από τα παραγόμενα αποτελέσματα. Ειδικό ενδιαφέρον θα δοθεί εκτός από την απόδοση στη ρύθμιση της τάσης και στη συνολική αρμονική παραμόρφωση της τάσης και την επίδραση των αρμονικών στην ποιότητα ισχύος. / This diploma thesis studies issues concerning the provided power quality in modern power systems. We will examine the performance of a STATCOM (Static synchronous Compensator) based voltage regulator in a, self excited induction generator (SEIG) feeding non-linear loads system. Besides the theoretical analysis of each component of the examined system, we will simulate it with the help of a software program called PSCAD/EMTDC in order to get useful conclusions through the provided results. Specific attention will be given, besides the efficiency in voltage regulation, in total harmonic distortion and the effect harmonics cause in power quality.

Orientador: Falcondes Jose Mendes de Seixas / Banca: Carlos Alberto Canesin / Banca: Luiz Carlos Gomes de Freitas / Resumo: Este trabalho propõe um novo conversor CA-CC trifásico de múltiplos pulsos com estágios CC-CC elevadores de tensão controlados pela técnica de histerese constante. Nesta proposta não são empregados indutores de interfase. A finalidade deste conversor é a de possibilitar um barramento CC regulado para aplicações embarcadas, acionamentos elétricos e afins, sempre com preocupações relacionadas aos aspectos de Qualidade de Energia Elétrica. Assim, a proposta deve apresentar elevado fator de potência, baixa distorção harmônica total de corrente drenada da rede elétrica. Ampla revisão bibliográfica, reunindo as propostas mais recentes da literatura para conversores com mesma finalidade, é feita para que sejam estudadas as estruturas de potência, técnicas de controle, versatilidade, possibilidade de isolamento galvânico e robustez. Em seguida, é detalhada a proposta principal deste trabalho por meio da apresentação do equacionamento do autotransformador, dos estágios elevadores de tensão e da técnica de controle. Esta análise permite que sejam feitas simulações com todos os elementos do conversor CA-CC e então, se desenvolva o projeto físico dos elementos magnéticos e se escolham os componentes eletrônicos do protótipo. O número reduzido de componentes de controle e a simplicidade dos circuitos de potência são grandes atrativos da proposta discutida. Todas as informações relevantes são descritas detalhadamente e, sempre que possível, meios alternativos de solucionar problemas são também apresentados, de forma que fiquem claras as possibilidades de melhoria da técnica empregada. A operação conjunta de todos os elementos mais a técnica de controle foi validada, de maneira que se comprovou, por meio de ensaios, todos os princípios de funcionamento da proposta de conversor CA-CC. Pelos resultados experimentais, obteve-se corrente drenada... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work proposes a new AC-DC three-phase multipulse converter with DC-DC boost stages and constant hysteresis control. The objective of this converter is to provide a reliable DC bus for on-board applications, electric motor drives and similars, always considering power quality issues. Thus, the proposal presents high power factor and low harmonic distortions in the currents from the mains. A wide revision is made on other recent proposals found in the scientific literature. Different topologies are compared considering power circuits, control techniques, isolation possibility and robustness. The second chapter presents the details on the main proposal of this work and also the mathematical equations that describe the autotransformer, boost converters and control strategy. Later, simulation results are commented and discussed and the physical design is detailed. The output filter elements, power components and control elements are specified. Experimental results including main waveforms, efficiency, voltage regulation and temperature rise are presented for the autotransformer. The boost stages are also tested and its results are discussed. Finally, the proposed AC-DC converter is tested and the control technique applied to the power stage is validated / Mestre

A inserção de fontes de geração distribuída (GD) traz a possibilidade de diversificação da matriz energética e a redução de perdas elétricas no transporte de EE – porque as fontes localizam-se próximas aos clientes finais. Entre elas destacam-se as fontes fotovoltaicas, eólicas, pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e termelétricas à biomassa. As duas primeiras, apresentam a peculiaridade de normalmente serem conectadas à rede através de inversores de frequência. As outras duas costumam ser conectadas diretamente ao sistema. Todavia, a GD também propicia consequências ao SEP, muitas vezes indesejadas, como variações nos parâmetros da qualidade da energia elétrica (QEE). O compromisso que se deve manter com a QEE entregue aos consumidores é de vital importância para as empresas transmissoras e distribuidoras de energia elétrica, bem como para os utilitários dessa EE. Além disso, para que haja o correto funcionamento de equipamentos eletrônicos e de diversos processos industriais é necessário que a energia elétrica permaneça em uma faixa de tensão aceitável. Entre os fenômenos de interesse da área de qualidade de energia elétrica, os quais devem ser eliminados ou mitigados para a melhor operabilidade do SIN, pode-se citar: harmônicos, flutuação de tensão, subtensão, sobretensão e afundamentos de tensão. Devido a observabilidade rotineira e aos prejuízos (financeiros e/ou técnicos) associados ao fenômeno, o interesse desse estudo consiste nos afundamentos de tensão. Nesse contexto, apresenta-se uma proposta para análise dos afundamentos de tensão em um ambiente com geração distribuída (fotovoltaica, eólica, PCH e termelétrica à biomassa) através de simulações de curtos-circuitos. Os resultados obtidos através da metodologia proposta mostram que a inserção de GD pode trazer uma variação no número de afundamentos de tensão e melhorar os níveis de tensão nas barras, sobretudo nos locais onde foram inseridas bem como em suas proximidades. Também, há redução no número de afundamentos de maior severidade os quais causam mais prejuízos e preocupação a operabilidade do SEP. / The insertion of distributed generation (DG) sources brings the possibility of diversification of energy sources types and the reduction of electrical losses in the transport of EE - because the sources are located close to end users. Among these sources are photovoltaic, wind, small hydropower and biomass-fired power plants. The first two, are usually connected to the network through frequency inverters. The other two are usually connected directly to the system. However, DG also provides consequences to the electrical power system, often unwanted, such as variations in the parameters of power quality (PQ). The commitment should be retained with the power quality delivered to customers. Moreover, for the correct operation of electronic equipment and various industrial processes it is necessary that the voltage remains within an acceptable range. Among the phenomena of interest to electric power quality, which must be eliminated or mitigated, we can mention: harmonics, voltage fluctuation, undervoltage, overvoltage and voltage sags (dips). Due to losses (financial and/or technical) associated with the phenomenon, the interest of this study consists of the voltage sags. In this context, we present a proposal for analysis of voltage sags in an environment with distributed generation (photovoltaic, wind, thermal and biomass-fired power plants) through simulations of short circuits. The results obtained through the proposed methodology shows that the inclusion of DG can bring a change in the number of voltage sags and improve voltage levels in bars, especially in places where they were inserted and in its vicinity. Also, there is a reduction in the number of severe voltage sags which cause more harm and concern to end-users and utilities.

Detta arbete behandlar ämnet elkvalité vid en industri i Sverige. Arbetet utfördes vid Vattenfall Eldistribution och elkvalitégruppen. Elkvalité är ett begrepp som innefattar flera egenskaper hos spänningen i vårt elnät. För Vattenfalls del pratar man om ”God elkvalité” Enligt företaget skall det alltid finnas marginal mellan god elkvalité och gällande standarder och föreskrifter. Svensk Standard EN50160 med tillägget A1 är den gällande standarden inom elkvalité och där detta arbete har som utgångspunkt att leva upp till de nivåer som är beskrivna i standarden. Det är med tonvikt på spänningsdistorsionen detta arbete undersöker, mäter, analyserar, simulerar och beräknar spänningsdistorsionen. Denna industri dras periodvis med en stor variation på spänningsdistorsionen och målet med arbetet går ut på följande: • Att utifrån befintliga mätningar, nätets egenskaper och anslutna laster utreda orsaken till variationerna. • Beskriva fenomenet matematiskt och i tekniska termer. • Föreslå åtgärder som minskar övertonsnivån. Spänningsdistorsionen undersöktes med hänsyn för flera olika driftfall i överliggande elnät samt med industrins egna produktion, den uppmättes under flera månader där man tydligt kan se att den förändras vid olika tidpunkter. Spänningsdistorsionen mäts i procent relativt spänningens grundton och anger hur mycket övertonsinnehåll som finns i en spänning. Det framgick tidigt att strömmen för femte övertonen blev förstärkt när spänningsdistorsionen blev hög, detta undersöktes och beräknades med resultatet att en parallellresonanskrets uppfylls i detta fall. Den faskompenserade kondensatorbanken får samma storlek på reaktans men med motsatt tecken som överliggande nät vid frekvensen 250 Hz. Resonanskretsen förstärkte strömövertonerna och det medförde en ökad spänningsdistorsion. Elnätet och industrins egna produktion undersöktes ifråga om impedanser samt laster.  Kortslutningsströmmar erhölls och beräkning av impedanser för flera olika driftfall genomfördes. Beräkningar visade att det fanns två driftfall i detta elnät som var intressanta för var resonansfrekvensen hamnar, det normala driftfallet och när det maskade 130 kV-nätet går till radiellt nät. Vid radiellt överliggande nät reduceras kortslutningseffekten och det skapar en stor förändring i resonansfrekvensen. Kondensatorbankens storlek är i grundutförandet 27 MVAr men beräknas om till 12 MVAr och där flera nya simuleringar genomförs med programmet PSCAD.  Simuleringar i PSCAD visar att resonansfrekvensen ändras när kondensatorbankens storlek förändras. Fler simuleringar genomfördes med en mindre kondensatorbank med resultatet att spänningsdistorsionen fortfarande blir hög. Ett högpassfilter skapas med hjälp av den modifierade kondensatorbanken på 12 MVAr samt med en spole och kondensator. Filtret dämpade impedansen för femte och sjunde strömövertonen. Resultatet med filtret blev att de beräknade spänningsövertonerna fick ett något lägre värde än de som återfinns i SS-EN50160A1, därmed uppfylldes samtliga mål för detta arbete. / This work deals with the subject of power quality at an industry in Sweden. The work was carried out at Vattenfall Eldistribution within the power quality group. Good power quality is a concept that includes several characteristics of the voltage in our power grid. For Vattenfall's part, talking about "Good power quality" according to the company, there must always be a margin between good power quality and existing standards and regulations. The Swedish Standard EN50160 with Appendix A1 is the existing standard in power quality and where this work has as its starting point to live up to the levels described in the standard. It is with emphasis on voltage distortion this work investigates, measures, analyzes, simulates and calculates voltage distorsion.   This industry has had during a long time a wide variety of voltage distorsion and the objective of the work is based on the following:   • To investigate the cause of the variations based on existing measurements, power grid properties and connected loads.   • Describe the phenomenon mathematically and in technical terms.   • Suggest measures that reduce the overall level of harmonics.   The voltage distorsion was investigated considering several different operating modes in overlying power grids as well as industry's own production, it was measured for several months where it can clearly be seen that it changes at different times. Voltage distorsion is measured as a percentage with respect to the fundamental voltage and indicates how much harmonic content is present in a voltage. It appeared early that the fifth harmonic current was amplified when the voltage distorsion became high, this was investigated and calculated with the result that a parallel resonance circuit was met in this case. The capacitor bank has the same magnitude of capacitive reactance as the inductive reactance of the feeding transmission system at fifth harmonic. The resonant circuit amplifies the harmonic currents which results in increased voltage distorsion.   The power system and industry's own production was investigated in terms of impedances and loads. With short-circuit currents, the impedance could be calculated for several different operating modes. Calculations showed that there were two interesting modes in this power system, which are the normal mode and when the 130 kV-mesh power system go to the radial power system type. This reduces short-circuit power and creates a big change in resonant frequency. The size of the capacitor bank is 27 MVAr but is later changed to 12 MVAr and several new simulations are performed with the PSCAD software. Resonance frequency changes when the size of the capacitor bank changes. More simulations were carried out with a smaller capacitor bank with the result that the voltage distortion remains high. A high pass filter is created using the modified capacitor bank of 12 MVAr as well as a coil and capacitor. With this filter, the impedance of the harmonic five and seven was attenuated. The result of the filter was that the calculated voltage harmonics got a slightly lower value than the limits found in SS-EN50160A1. With these results, all goals were met for this work.

Os inversores utilizados no sistema fotovoltaico conectados à rede (SFCR) devem apresentar uma forma de onda senoidal nos seus terminais de saída. Monitoram regularmente a qualidade de energia da rede elétrica aos quais estão conectados, de maneira a só gerarem energia se a rede estiver com tensão. Dependendo do inversor, da potência que ele está desenvolvendo em relação à sua potência nominal, da rede ao qual está conectado e das características da carga que ele alimentará, podem ser apresentadas distorções na rede de energia em relação à forma de onda senoidal pura, tanto a nível de tensão como a nível de corrente elétrica. Não é incomum os dispositivos que são conectados a redes apresentarem-se como geradores de harmônicos, principalmente os eletrônicos. Estas distorções, conhecidas na literatura como distorções harmônicas, afetam o desempenho dos inversores quando ligados a redes elétricas. Nestas redes, como pode haver distorções significativas. Os parâmetros elétricos que os inversores se baseiam para obter as características da rede a qual estão conectados,devido a estas distorções, podem fazer com que os mesmos se desconectem. O inversor também se desconectará automaticamente da rede ao perceber a ocorrência de variação acentuada da rede ou a falta dela; a esse sistema, dá-se a denominação antiilhamento. Portanto, é de bastante importância que se consiga reproduzir teoricamente o comportamento das cargas e das redes elétricas, nas quais os inversores serão conectados para que seja possível estudá-los quando interligados às diferentes cargas. Entretanto, devido ao inversor ser também um equipamento eletrônico baseado em fonte chaveada para “remontar” a onda senoidal, o mesmo também acaba introduzindo uma deformação tanto na tensão como na corrente da rede elétrica ao qual está conectado, e esta deformação é também significativa em SFCR de grande porte (instalação de geração fotovoltaica com grande número de inversores). Assim, este trabalho visa implementar a modelagem de cargas não lineares (degradadoras da qualidade de energia) para serem aplicadas em simulações de inversores de SFCR, com aplicação especial no parâmetro “cargas” do programa para computadores FVCONECT desenvolvido pelo Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. / It is known that the inverters used in photovoltaic systems connected to mains power (SFCR), when connected to the power grid, should provide a sinusoidal waveform at its output terminals. The photovoltaic systems inverters regularly monitor the power grid quality they are connected to, so they generate power only if the grid of the Concessionaire or external power grid presents voltage. Depending on the inverter, on the power that it develops over the same rated power, on the power grid it is connected to and on the characteristics of the load that it also feeds, it is possible to occur certain distortions on the power grid compared to pure sine waveform, in terms of voltage or even in terms of electric current. The devices connected to grid commonly present themselves as harmonic generators. The loads cause large distortions in the power grid causing disorders occur both voltage and current in a distribution line or power circuit. These distortions, commented in the literature as harmonic distortions, greatly affect the inverters performance when connected to power grids. On these grids, as it is possible to identify significant distortions, the parameters for pairing the power grid, in which the inverters are based, can turn them into disconnection. The inverter automatically disconnects from the grid if for some reason the grid stops powering the power grid - such system is called anti-islanding. Therefore, it is important to theoretically reproduce the behavior of power grids which the inverters are connected to, in order to study them. However, due to the fact that the inverter is also a switched source-based electronic equipment to "reassemble" the sine wave, it provides a deformation not only on the voltage but also on the power grid current which it is connected to, being this deformation also significant in large SFCR (photovoltaic generation facility with large numbers of inverters). In this sense, the present work aims to implement the modeling of nonlinear loads (which can degrade the power quality) in SFCR inverters simulations, based on the special application of loads parameters from the FVCONECT software, developed by the Solar Energy Laboratory, Federal University of Rio Grande do Sul.

L’alimentation de charges non linéaires par une source d’alimentation, dans un réseau électrique, est fréquemment soumise à des perturbations et/ou déséquilibres du courant d’alimentation reçu par la charge. Les perturbations du courant d’alimentation désignent la présence d’harmoniques dans le courant d’alimentation, celui-ci n’étant alors pas sinusoïdal, ainsi que la présence d’une puissance réactive trop importante circulant sur le réseau. Les déséquilibres du courant d’alimentation se traduisent, dans un réseau polyphasé, par une mauvaise répartition des courants d’alimentation dans les différentes phases induisant un courant non nul dans le neutre côté source. En outre, dans un réseau électrique de type réseau public de distribution, ces perturbations ou déséquilibres peuvent être soumis à une réglementation du fournisseur d’énergie, c’est ainsi qu’il est utile de mettre en place un dispositif efficace pour minimiser ces perturbations et déséquilibres afin d’améliorer la qualité de l’énergie électrique. Le filtrage actif est une solution efficace qui consiste à injecter un courant adapté sur le réseau pour réduire les perturbations. Toutefois, les solutions actuelles ne permettent pas d’équilibrer les courants d’alimentation de manière efficace, et peuvent même s’avérer inefficaces pour réduire les perturbations si les tensions d’alimentation sont déséquilibrées. En outre, ces solutions ne sont généralement pas utilisable à la fois en monophasé ou en polyphasé, ni avec un fil de neutre. Le travail faisant l’objet de cette thèse vise à proposer une loi de commande générique, c’est-à-dire adaptable au cas monophasé, triphasé, polyphasé, pour un filtrage actif parallèle dont les performances (THD, facteur de déséquilibre, ..) sont améliorées par rapport à l’art existant surtout lorsque le réseau de distribution est perturbé. La recherche de solutions simples à implanter et robustes dans leur performance fait également partie de nos objectifs. La démarche est conduite par la voie de la simulation numérique et les propositions sont validées en laboratoire via une maquette expérimentale raccordée sur le réseau basse tension. A noter que les objectifs font apparaitre un caractère méthodologique fort, donnant lieu à de nombreuses déclinaisons tant par la nature du réseau (monophasé, triphasé, avec ou sans neutre, ..) que par les caractéristiques des perturbations (charges non-linéaires, déséquilibres, perturbations,....). / Feeding non-linear loads by a power source in an electric network is frequently subject to disturbances and / or unbalances in the supply current received by the load. The disturbances of the supply current denote the presence of harmonics, its waveform being non sinusoidal as well as the presence of too much reactive power circulating in the network. The unbalances in the supply current in a polyphase network (including three phase) manifest by a bad repartition of these supply currents in different phases resulting in a non-zero current in the neutral line at the source side. In addition, in a public distribution electrical network, these disturbances or unbalances may be subject to additional charges by the energy supplier, it is thus useful to implement an effective system to minimize these disturbances and unbalances in order to improve the quality of electrical energy. The active filter is an effective solution that consists in the injection of a suitable current into the network to reduce disturbance. However, the present solutions of active filters do not help to balance the supply currents efficiently, and may even be ineffective in reducing the disturbances if the supply voltages are unbalanced. Moreover, proposed solutions are generally not adapted to both single-phase or polyphase, or with a neutral wire. The work in this thesis aims to propose a generic control strategy for a shunt active filter, i.e. suitable for single-phase three phases and polyphase, whose performance (THD, unbalance factor...) are improved compared to the existing state of the art especially when the distribution system is disturbed. The quest for solutions simple to implement and robust in their performance is also part of our objectives. The proposed approach is conducted using computer simulation and validated on a laboratory experimental model connected to the low voltage network. Note that the objectives uncover a strong methodological trait, giving rise to many declensions by the nature of the network (single phase, three phases with or without neutral ...)

A inserção de fontes de geração distribuída (GD) traz a possibilidade de diversificação da matriz energética e a redução de perdas elétricas no transporte de EE – porque as fontes localizam-se próximas aos clientes finais. Entre elas destacam-se as fontes fotovoltaicas, eólicas, pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e termelétricas à biomassa. As duas primeiras, apresentam a peculiaridade de normalmente serem conectadas à rede através de inversores de frequência. As outras duas costumam ser conectadas diretamente ao sistema. Todavia, a GD também propicia consequências ao SEP, muitas vezes indesejadas, como variações nos parâmetros da qualidade da energia elétrica (QEE). O compromisso que se deve manter com a QEE entregue aos consumidores é de vital importância para as empresas transmissoras e distribuidoras de energia elétrica, bem como para os utilitários dessa EE. Além disso, para que haja o correto funcionamento de equipamentos eletrônicos e de diversos processos industriais é necessário que a energia elétrica permaneça em uma faixa de tensão aceitável. Entre os fenômenos de interesse da área de qualidade de energia elétrica, os quais devem ser eliminados ou mitigados para a melhor operabilidade do SIN, pode-se citar: harmônicos, flutuação de tensão, subtensão, sobretensão e afundamentos de tensão. Devido a observabilidade rotineira e aos prejuízos (financeiros e/ou técnicos) associados ao fenômeno, o interesse desse estudo consiste nos afundamentos de tensão. Nesse contexto, apresenta-se uma proposta para análise dos afundamentos de tensão em um ambiente com geração distribuída (fotovoltaica, eólica, PCH e termelétrica à biomassa) através de simulações de curtos-circuitos. Os resultados obtidos através da metodologia proposta mostram que a inserção de GD pode trazer uma variação no número de afundamentos de tensão e melhorar os níveis de tensão nas barras, sobretudo nos locais onde foram inseridas bem como em suas proximidades. Também, há redução no número de afundamentos de maior severidade os quais causam mais prejuízos e preocupação a operabilidade do SEP. / The insertion of distributed generation (DG) sources brings the possibility of diversification of energy sources types and the reduction of electrical losses in the transport of EE - because the sources are located close to end users. Among these sources are photovoltaic, wind, small hydropower and biomass-fired power plants. The first two, are usually connected to the network through frequency inverters. The other two are usually connected directly to the system. However, DG also provides consequences to the electrical power system, often unwanted, such as variations in the parameters of power quality (PQ). The commitment should be retained with the power quality delivered to customers. Moreover, for the correct operation of electronic equipment and various industrial processes it is necessary that the voltage remains within an acceptable range. Among the phenomena of interest to electric power quality, which must be eliminated or mitigated, we can mention: harmonics, voltage fluctuation, undervoltage, overvoltage and voltage sags (dips). Due to losses (financial and/or technical) associated with the phenomenon, the interest of this study consists of the voltage sags. In this context, we present a proposal for analysis of voltage sags in an environment with distributed generation (photovoltaic, wind, thermal and biomass-fired power plants) through simulations of short circuits. The results obtained through the proposed methodology shows that the inclusion of DG can bring a change in the number of voltage sags and improve voltage levels in bars, especially in places where they were inserted and in its vicinity. Also, there is a reduction in the number of severe voltage sags which cause more harm and concern to end-users and utilities.

The system of distribution of the power utility started to face new challenges with the regulations of the Brazilian electric sector through the National Electric Energy Agency (ANEEL). The agency, through resolutions and normative started to supervise the service offered by power utility to consumers. In face of this supervision of the distribution system has to be monitored and how is the biggest responsible for interruption of supply of energy to consumers, it has become important for investment as well directed searching for a reliable service. Constant interruptions and of great duration has passed to be penalized by ANEEL. Whereas the penalties imposed, utilities need to invest in preventive maintenance of its distribution system, appearing then a problem of difficult solution: the problem of operational planning, which in most cases, aims to minimize the sum of the costs. The programming and implementation of maintenance activities is one of the main issues involved. Where to perform the maintenance investing the limited resources available so as to improve the quality of energy supplied to the customer is the proposal of this work. Will be given a ranking showing which feeders among the studied are most recommended to perform maintenance actions, considering criteria for quantitative nature. It is a problem of aiding decision-making involving multicriterial analysis. For the solution will be used the AHP, Analytic Hierarchy Process, proposed by Thomas l. Saaty. In application of the method you will use the data of four rural distribution feeders, in the Energy Cooperative and Rural Development COPREL LTDA (COPREL); all of the same substation, located in the municipality of Cruz Alta, Rio Grande do Sul. The proposed algorithm allows taking into account several operational characteristics of the system and provides the possibility of using the expert opinion of the company. These experts are the own officials, technicians and engineers responsible and who have sufficient experience to contribute in the process of solving problems. This work explores two ways of obtaining the ranking of feeders. The first exploited is the exact calculation of eigenvalues of matrices and vectors and autos logo the following is the approximate method, allowing a comparison between the two possibilities for calculation. The chosen methodology exposes the feeders ordered by importance according to the criteria set by the company. These feeders listed according to the order of importance are where should primarily occur on maintenance activities. It is noteworthy that the ranking obtained prioritizes the feeders where should be carried out the maintenance activities. / O sistema de distribuição das concessionárias passou a enfrentar novos desafios com a regulamentação do setor elétrico brasileiro através da Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). A agência, através de resoluções e normativas passou a fiscalizar o serviço oferecido pelas concessionárias aos consumidores. Diante desta fiscalização o sistema de distribuição passou a ser monitorado e como é o maior responsável pela interrupção do fornecimento de energia aos consumidores, tornou-se importante que fossem feitos investimentos bem direcionados buscando um serviço confiável. Interrupções constantes e de grande duração passou a ser penalizada pela ANEEL. Considerando as penalidades impostas, as concessionárias necessitam investir na manutenção preventiva do seu sistema de distribuição, surgindo então um problema de difícil solução: o problema do planejamento operacional, na maioria dos casos, tem como objetivo minimizar o somatório das despesas. A programação e realização das atividades de manutenção é um dos principais problemas envolvidos. Onde realizar a manutenção investindo os limitados recursos disponíveis de forma a melhorar a qualidade da energia fornecida ao cliente é a proposta deste trabalho. Será indicado um ranking mostrando em quais alimentadores dentre os estudados é mais recomendado realizar ações de manutenção, considerando critérios de natureza quantitativa. Trata-se de um problema de auxílio à tomada de decisão envolvendo análise multicriterial. Para a solução será utilizado o método AHP, Analytic Hierarchy Process, proposto por Thomas L. Saaty. Na aplicação do método serão utilizados os dados de quatro alimentadores de distribuição rural, pertencente à Cooperativa de Energia e Desenvolvimento Rural COPREL LTDA (COPREL), todos de uma mesma subestação, localizada no município de Cruz Alta no Rio Grande do Sul. O algoritmo proposto permite levar em conta várias características operacionais do sistema e fornece a possibilidade de utilizar a opinião dos especialistas da empresa. Estes especialistas são os próprios funcionários, técnicos e engenheiros responsáveis e que têm experiência suficiente para contribuírem no processo de solução dos problemas. Este trabalho explora duas maneiras de obtenção do ranking dos alimentadores. A primeira explorada é o cálculo exato através dos autovalores e autos vetores das matrizes e logo a seguir é apresentado o método aproximado, permitindo uma comparação entre as duas possibilidades de cálculo. A metodologia escolhida apresenta os alimentadores ordenados por importância de acordo com os critérios indicados pela empresa. Estes alimentadores listados de acordo com a ordem de importância são onde deve prioritariamente ocorrer às atividades de manutenção. Destaca-se que o ranking obtido prioriza os alimentadores onde deverão ser realizadas as atividades de manutenção.

This master thesis describes a system capable of real-time characterization of power performance and power quality of wind turbines, based mainly on the IEC 61400-21 and IEC 61400-12-1 standards. To verify the performance of the proposed system, a fixed-speed wind turbine was emulated in laboratory. As experimental results, the power performance and power quality characteristics of the given wind turbine are shown. / Esta dissertação de mestrado descreve um sistema capaz de realizar em tempo real a caracterização da qualidade de energia e desempenho de potência de turbinas eólicas, com base nas normas IEC 61400-21 e IEC 61400-12-1. Para verificação do funcionamento do sistema proposto, uma turbina eólica de velocidade fixa foi emulada em laboratório. Como resultados experimentais, são apresentadas as características de qualidade de energia e desempenho de potência calculados para a turbina eólica em estudo.

Submitted by Wallace Gabriel de Souza (wgs.gabriel@hotmail.com) on 2018-07-16T16:35:11Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_wgs.pdf: 3537876 bytes, checksum: 56fef2d280007dba43983b71988d997b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2018-07-17T13:07:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_wg_me_bauru.pdf: 3537876 bytes, checksum: 56fef2d280007dba43983b71988d997b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-17T13:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_wg_me_bauru.pdf: 3537876 bytes, checksum: 56fef2d280007dba43983b71988d997b (MD5) Previous issue date: 2018-05-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e as simulações computacionais de um inversor fotovoltaico de 2,0 kVA para o controle da potência reativa na rede de distribuição, de modo que haja compensação ativa do fator de potência e aumento da qualidade da energia no local da instalação da planta. Para atingir este objetivo, por meio do ambiente de desenvolvimento do MATLAB/Simulink®, o controle da potência ativa foi realizado pelo ajuste do ângulo entre a tensão da rede e a tensão gerada pelo inversor, por meio do equilíbrio do potencial do barramento CC (proveniente do gerador fotovoltaico). A potência reativa, por sua vez, foi ajustada pela amplitude da tensão do ponto de acoplamento de uma carga local. Além disto, utilizaram-se controladores proporcionais-ressonantes nas malhas de tensão e corrente do conversor trifásico, com finalidade de mitigar as correntes harmônicas de cargas não-lineares que podem depreciar o fator de potência. Foi implementado, também, um conversor CC-CC isolado full-bridge do tipo boost com potência nominal de 1,8 kW, responsável por rastrear o ponto de máxima potência dos módulos fotovoltaicos. Os resultados obtidos permitiram a avaliação do desempenho dos controladores e a observação da conservação, pelo inversor, do fator de potência da rede próximo da unidade para situações com variações acentuadas da carga e da irradiação solar, bem como para os casos com a presença de cargas não-lineares no sistema. Com isso, o perfil de tensão entregue à carga é aproximadamente senoidal, com baixa distorção harmônica. / This dissertation presents the development and computational simulations of a 2.0 kVA photovoltaic inverter for the control of the reactive power in the distribution network, so that there is active power factor compensation and an increase in the quality of the energy at the installation site plant. In order to reach this objective, the MATLAB/Simulink® development environment was used to control the active power by adjusting the angle between the grid voltage and the voltage generated by the inverter, by means of the potential balance of the DC (from the photovoltaic generator). The reactive power, in turn, was adjusted by the amplitude of the voltage of the coupling point of a local load. In addition, resonant-proportional controllers were used in the voltage and current loops of the three-phase converter, in order to mitigate the harmonic currents of non-linear loads that may depreciate the power factor. A full-bridge, full-bridge boost converter with nominal power of 1.8 kW was also implemented, responsible for tracking the maximum power point of the photovoltaic modules. The results obtained allowed the evaluation of the performance of the controllers and the observation of the conservation by the inverter of the power factor of the network close to the unit for situations with marked variations of the load and the solar irradiation, as well as for the cases with the presence of loads in the system. Thus, the voltage profile delivered to the load is approximately sinusoidal, with low harmonic distortion. / 2016/03734-3