Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Percival Bueno de Araujo / Banca: Gideon Villar Leandro / Resumo: O objetivo do presente trabalho é analisar a influência da atuação do SVC no desempenho dinâmico e transitório de um sistema de energia elétrica multimáquinas, focando as interações máquina-versus-máquina, por meio das admitâncias de transferência entre as barras internas dos geradores Cada admitância de transferência entre máquinas do sistema depende diretamente das variações da susceptância do SVC, e, para expressar esta dependência foi definido um coeficiente denominado Fator de Efeito. Mostra-se que este fator avalia com propriedade o efeito exercido pela ação do SVC sobre cada admitância de transferência entre máquinas do sistema, e dele se pode inferir quais pares de máquinas são mais e quais são menos afetados. Mostra-se ainda que, embora o Fator de Efeito possa apresentar variação de valores em diferentes condições de carregamentos, o mesmo não perde sua capacidade de discriminação de importância da compensação para interações entre máquinas. Notadamente, a discriminação da importância para interações intra e inter-áreas foi preservada em todas as situações de carregamentos consideradas. Considera-se que o Fator de Efeito poderá ser de grande utilidade em procedimentos de análise do desempenho de um SEE sob atuação de um SVC, bem como em procedimentos de projeto e ajuste de controles do dispositivo. / Abstract: The aim of this study is to analyze the influence of the action of a SVC in the dynamic and transient performance of a multimachine power system, with the focus putted on the machine versus machine interactions, by means of the their transfer admittance. The internal generators nodes transfer admittances are affected by the performance of the SVC and a coefficient named Effect Factor is defined in order to take it into account. It is shown that this factor provides an appropriate evaluation of relative importance of the SVC effects among all of the pairs of machines transfer admittances. It is also shown that the Effect Factor does not lose its discrimination ability when considering different system loading conditions. Especially the intra- and inter-area discrimination has been preserved in all of the various considered cases. It is expected that the effect factor can be very useful in power system performance analysis under SVC action, as well as in design and tuning methods for the device control. / Mestre

Orientador: Percival Bueno de Araujo / Banca: Laurence Duarte Colvara / Banca: Gideon Villar Leandro / Resumo: O principal objetivo deste trabalho é a utilização do modelo de injeção de potência do dispositivo FACTS TCSC (Thyris-tor Controlled Series Capacitor) na análise da estabilidade a pequenas perturbações de sistemas elétricos de potência. Para atingir este objetivo é deduzido o modelo de injeção de potência do TCSC, cujo equacionamento é adicionado ao Modelo de Sensibilidade de Po-tência (MSP), utilizado para representar o sistema elétrico de potência (SEP). Para o amortecimento das oscilações eletromecânicas de baixa frequência do SEP são utilizados dois modelos para os controladores, um que considera somente um ganho proporcional e outro comumente chamado na literatura de controlador suplementar de amortecimento (POD - Power Oscillation Damping) que contém também blocos de avanço- atraso de fase. Ambos os controladores devem atuar em conjunto com o TCSC para fornecer amortecimento ao SEP. Neste trabalho o sinal de entrada para os dois controladores é a variação da potência ativa na linha de transmissão de instalação do TCSC e seus parâmetros são ajustados de duas formas: pelo método dos resíduos e utilizando o toolbox rltool (SISO) do software MATLAB. Para a validação do equacionamento desenvolvido foram realizadas simulações em um sistema de potência simétrico, de duas áreas, composto de 4 geradores e 10 barras / Abstract: This work presents a power injection model for the Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC), a Flexible AC Transmission Systems (FACTS) device, for small signal stability analysis in the electric power systems. To achieve such goal, the TCSC injection power model equations are summed up to the Power Sensitivity Model (PSM) which is used to represent the electric power system (EPS). For the low frequency electromechanical oscillation damping, two models are used to represent the controller: 1. A proportional control and; 2. A supplementary control known as Power Oscillation Damping (POD), which also comprehends lead-lag blocks. Both controllers, previously cited, must work together with the TCSC to damp oscillations in the EPS. In this work, the input signal for both controllers is the real power flow variation in the transmission line where the TCSC is placed and the controllers parameters are adjusted using the residues method and the Matlab toolbox rltool (SISO). Several simulations in a symmetrical, two areas power system, composed of four generators and ten busses, are provided in way to validate the power injection model and are discussed in this work / Mestre

Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Percival Bueno de Araujo / Banca: Geraldo Caixeta Guimarães / Resumo: Os efeitos de compensação série em uma linha de transmissão sobre a potência sincronizante entre máquinas de um sistema de energia elétrica são considerados mediante análises da matriz admitância de barra, focando as admitâncias de transferência entre máquinas. Com este propósito, faz-se a redução da matriz que descreve a rede às barras internas das máquinas, preservando, no entanto, os efeitos da ação do compensador na capacidade de sincronização entre máquinas do sistema, definindo o Coeficiente de Eficácia e o Fator de Efeito da compensação sobre a admitância de transferência. Alguns estudos de casos foram efetuados com a finalidade de observar o comportamento do Fator de Efeito, visando, além de validar sua utilização para descrever o desempenho do sistema de potência com atuação de um TCSC, considerar sua habilidade em discriminar ligações entre máquinas que são mais severamente afetadas pela compensação série de outras que são pouco ou nada afetadas. Embora os testes tenham sido aplicados a sistemas exemplo de pequeno porte, os resultados obtidos são promissores / Abstract: The main concern lies in the TCSC action installed in a multimachine power system. The device effects upon the synchronizing power are taken into account by means of bus admittance matrix, focusing the intermachine transfer admittances. Since the purpose is to analyze the transfer admittances between machines, the bus admittance matrix is reduced to the machines internal busses preserving the compensator action effects by means of coefficients defined in order to evaluate the effectiveness and effect of the device action upon the intermachines synchronizing capacity. Some cases were evaluated in order to observe the effectiveness coefficient and effect factor as a power system performance descriptor with a TCSC action. The ability of the effect factor in pointing out intermachines connections that are more or less affected by the compensator is investigated. Although tests were applied to small sample systems, the obtained results are considered very promising / Mestre

Orientador: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Luiz Fernando Bovolato / Banca: Rodrigo Aparecido Fernandes Pereira / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para obter um ambiente interativo de simulação com ferramentas que permitam fazer análises de sistemas de proteção como estudos de coordenação e analises pós falta. As ferramentas estão baseadas no programa de simulação de transitórios eletro- magnéticos EMTP/ATP e na linguagem de programação ANSI C, sobre a plataforma de software livre GNU/Linux. Esta metodologia pode ser implementada, da mesma forma, em qualquer plataforma Windows sobre a qual possa funcionar o EMTP/ATP e o pacote ATP/MingW. Assim, implementou- se um relé de distância numérico através de modelos externos ("foreign models"). Ilustra-se também como usar arquivos no formato COMTRADE na análise com EMTP/ATP. Dessa forma foi possível analisar o comportamento do relé implementado tendo como entradas os sinais de tensões e correntes correspondentes aos eventos reais. Os sinais de disparo, assim como os demais componentes do relé, foram testados usando um sistema teste de referência do Power System Relaying Committee da PES-IEEE e os sinais de faltas reais do Sistema Elétrico Interligado da Colômbia. Por fim, foi feito um estudo de coordenação. Os resultados são apresentados e discutidos. A metodologia proposta pode ser usada para desenvolver qualquer componente ou elemento de controle dentro de um sistema elétrico, onde haja a necessidade de usar o EMTP/ATP para simular condições específicas de operação do sistema elétrico, complementando a simplicidade da linguagem MODELS com a portabilidade e potencialidade da linguagem C / Abstract: This work presents the methodology to obtain an environment of interactive simulation with tools to perform analysis of protection systems, coordination studies and analysis post fault. These tools are based on the program for electromagnetic transients EMTP/ATP and in ANSI C programming language used in the free GNU/Linux software platform. The same methodology can be followed to be used on any Windows Operating System that can run EMTP/ATP and the package ATP/MingW. Then, for this, a numerical distance relay was implemented by means of foreign models using C programming language. It also shows how to use COMTRADE files in analysis with EMTP / ATP. Thus it was possible to analyze the behavior of the implemented relay with voltage and current signals of real events as inputs. The trip signals, like the other components of the relay, were tested using a testing reference system of Power System Relaying Committee of PES-IEEE and the signals of real faults of Inter- connected Electric System of Colombia. Finally, a coordination study was made. The results are presented and discussed. This methodology could also be used to develop any component or control element within an electrical system that one may need for a particular use; therefore, compensating the simplicity of the language MODELS with the flexibility and portability of C programming language / Mestre