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Voltage unbalance performance of a power line depends on a few parameters that are not necessarily constant at any given instance. The random nature of a power system raises questions around the ability of a system planner to allocate equitable share of the power quality parameters, like voltage unbalance, at design stage. Even a more interesting question is whether applying current methods will guarantee that emissions will be under the set limits. The presence of single or dual phase feeders on such a line will result in a more dynamic voltage unbalance. The first part of this research is a study on deterministic method of voltage unbalance allocation presented by the IEC. The IEC 61000-13-3 report is a comprehensive guideline and the best place to start when looking to develop an emissions standard for voltage unbalance. This dissertation presents a method that can be used to set planning levels for unbalance emission at various voltage levels in order to avoid high voltage unbalance at the end user. The method depends on the agreed power of the customer, the power of the unbalanced load, and the system characteristics. The method works well for short feeders with roughly the same negative sequence impedance and equal short circuit levels. In South Africa, however, there are radial feeders that span over 100km. Hence on such a feeder, there can be ratios of 1:10 between sending end and the last customer on the line. Preliminary research revealed that IEC 61000-6-3, a report on allocation of harmonics, has a method applicable to long feeders. This method was investigated extensively and applied to voltage unbalance allocation. At the core of the method is the assumption that feeders have an even distribution of load. To illustrate the application of this method an example is given. The second part of the study explores a stochastic method of voltage unbalance allocation. In this study the possibility of random connection is considered. A Monte Carlo study is presented. The impact of various parameters are analysed and the findings reveal that phase allocation has the most influence on emission. The results show that the method of random connection of loads can be applied in special conditions only i.e. were sizes of loads do not differ greatly and the number of required connections are low. / Thesis (M.Sc.Eng.)-University of KwaZulu-Natal, Durban, 2011.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-25Bitstream added on 2014-06-13T20:08:28Z : No. of bitstreams: 1 martins_rvf_me_ilha.pdf: 1143165 bytes, checksum: 34607cda52dfc8bc20e888b8601f3e4b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / PROPG - Programa de Pós-Graduação / Este trabalho dedica-se ao estudo da contribuição do SVC (Static Var Compensator) na estabilidade transitória em sistema multimáquinas. Coeficientes de sensibilidade nomeados fator de efeito e coeficiente de eficácia auxiliam na compreensão da atuação do SVC na admitância de transferência entre máquinas, que por sua vez exercem grande influência na capacidade de sincronização do sistema multimáquinas. Estuda-se a dinâmica da compensação do SVC neste trabalho, considerando dois controladores, sendo controle de tensão e controle estabilizador suplementar, este com sinal de entrada remoto das variações das velocidades angulares. Tais controladores, por meio da variação da susceptância do SVC, proporcionam influência na energia potencial do sistema, com reflexos diretos nas cordilheiras energéticas em torno de um ponto de operação, alterando o relevo energético proporcionando maiores condições de estabilidade comprovadas pela elevação do tempo crítico de eliminação de uma falta / This work is dedicated to the study of the SVC (Static Var Compensator) contribution on the transient stability in multimachine power system. Coefficients of sensibility named effect factor and coefficient of efficiency help on the comprehension the influence of the SVC in the transference admittance between machines, which, on the other hand, have great influence on the synchronization capacity of the multimachine system. It is studied the dynamic of the SVC compensation in this work, considering two controllers, which are voltage control and supplementary stabilizer control, this one with remote signal input being the angular speeds variations. Such controllers, through the variation of the SVC susceptance, provide influence on the system potential energy, with direct reflections on the energy ridges around an operation point, altering the energy relief providing major conditions of stability proven by the elevation of the critical time of elimination of a fault

Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Percival Bueno de Araujo / Banca: George Lauro Ribeiro de Brito / Resumo: Este trabalho dedica-se ao estudo da contribuição do SVC (Static Var Compensator) na estabilidade transitória em sistema multimáquinas. Coeficientes de sensibilidade nomeados fator de efeito e coeficiente de eficácia auxiliam na compreensão da atuação do SVC na admitância de transferência entre máquinas, que por sua vez exercem grande influência na capacidade de sincronização do sistema multimáquinas. Estuda-se a dinâmica da compensação do SVC neste trabalho, considerando dois controladores, sendo controle de tensão e controle estabilizador suplementar, este com sinal de entrada remoto das variações das velocidades angulares. Tais controladores, por meio da variação da susceptância do SVC, proporcionam influência na energia potencial do sistema, com reflexos diretos nas cordilheiras energéticas em torno de um ponto de operação, alterando o relevo energético proporcionando maiores condições de estabilidade comprovadas pela elevação do tempo crítico de eliminação de uma falta / Abstract: This work is dedicated to the study of the SVC (Static Var Compensator) contribution on the transient stability in multimachine power system. Coefficients of sensibility named effect factor and coefficient of efficiency help on the comprehension the influence of the SVC in the transference admittance between machines, which, on the other hand, have great influence on the synchronization capacity of the multimachine system. It is studied the dynamic of the SVC compensation in this work, considering two controllers, which are voltage control and supplementary stabilizer control, this one with remote signal input being the angular speeds variations. Such controllers, through the variation of the SVC susceptance, provide influence on the system potential energy, with direct reflections on the energy ridges around an operation point, altering the energy relief providing major conditions of stability proven by the elevation of the critical time of elimination of a fault / Mestre

Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T09:57:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fujisawa_CassioHideki_M.pdf: 844179 bytes, checksum: 599c2d5e9fde47013351265d74d7b02a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo:Neste trabalho de pesquisa propõe-se uma ferramenta flexível para o Cálculo da margem de segurança de redes de distribuição de energia elétrica com relação à estabilidade e de tensão. Esta margem de segurança está relacionada à distância (em termos da carga)entre o ponto de operação atual e o ponto de operação correspondente à máxima carga admissível. Esta ferramenta utiliza um fluxo de carga pelo método de Newton modificado e se presta também avaliar certos impactos da inserção da geração distribuída sobre a operação da rede. A metodologia proposta mostra-se adequada inclusive em ambientes sujeitos a severas restrições de tempo computacional, como a operação em tempo real de sistemas elétricos de potência. / Abstract: A flexible tool for computing the voltage stability security margin of distributions systems is proposed in this research work. This security margin corresponds to the distance (in load parameter space) from the Current operating point to the maximum loading point. This tool uses a modified Newton's load flow method and it is also useful for evaluating Certain impacts of the insertion of distributed generation on the system operation. The proposed methodology has shown to be suited for environment subjected to severe computation time constraints, such as power systems real time operation. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

According to the proposed definition and classification of power system stability addressed by IEEE and CIGRE Task Force, voltage stability refers to the stability of maintaining the steady voltage magnitudes at all buses in a power system when the system is subjected to a disturbance from a given operating condition (OC). Cascading outage due to voltage collapse is a probable consequence during insecure voltage situations. In this regard, fast responding and reliable voltage security assessment (VSA) is effective and indispensable for system to survive in conceivable contingencies. This paper aims at establishing an online systematic framework for voltage security assessment with high-speed data streams from synchrophasors and phasor data concentrators (PDCs). Periodically updated decision trees (DTs) have been applied in different subjects of security assessments in power systems. However, with a training data set of operating conditions that grows rapidly, re-training and restructuring a decision tree becomes a time-consuming process. Hoeffding-tree-based method constructs a learner that is capable of memory management to process streaming data without retaining the complete data set for training purposes in real-time and guarantees the accuracy of learner. The proposed approach of voltage security assessment based on Very Fast Decision Tree (VFDT) system is tested and evaluated by the IEEE 118-bus standard system. / Master of Science / Voltage security is one of the most critical issues in the power systems operation. Given an operating condition (OC), Voltage Security Assessment (VSA) provides a tool to access whether the system is capable to withstand disturbances if there is one or more than one elements is not functioning appropriately on the power grid. Traditional methods of VSA require the knowledge of network topologies and the computational contingency analysis of various circumstances. With trained models, decision-tree-based VSA is able to assess the voltage security status by collectible measurements among the system in a real-time manner. The system topology may alter over and over by system operators in order to meet the needs of heavy load demand and power quality requirements. The proposed approach based on Very Fast Decision Tree (VFDT) system is capable of updating trained decision-tree models regarding to changes of system topology. Therefore, the updated decision-tree models is able to handle different system topology and to provide accurate security assessment of current OC again.

Orientador: Madson Cortes de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:23:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Calsan_Marcelo_M.pdf: 3838681 bytes, checksum: 90e2461469f022ac1f0a18f89b60e6e9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nesta dissertação de Mestrado, apresenta-se um estudo detalhado sobre o desempenho dinâmico de sistemas de excitação para geradores síncronos em plantas de geração distribuída. Fora concebida uma planta e esta conectada a uma rede de distribuição com características de geração descentralizada ou distribuída. São utilizados aqui os modelos matemáticos da Norma IEEE 421.5 - IEEE DC1A, AC1A, ST1A e ST2A - e diversos estudos de estabilidade são realizados no intuito de se acompanhar o desempenho destes sistemas de excitação frente a alguns fatores como: Potência Crítica, Tempo Crítico de eliminação de Falta, níveis de curto-circuito no ponto de conexão entre as redes de distribuição e subtransmissão, relação X/R da rede e, por fim, a verificação de perfil de tensão em tomadas de carga dinâmica leve e pesada foi considerada, nas situações de operação em paralelo com a rede e operação isolada. Dados atualizados sobre os custos das diversas configurações são apresentados e em conjunto com os resultados dos estudos realizados, propõe-se qual (is) configuração (ões) pode(m) ser a(s) mais adequada(s) para plantas com esta característica de geração descentralizada / Abstract: In this dissertation, a detailed dynamic performance study on excitation systems for synchronous generators in plants of Embedded Generation is presented. It's been conceived a plant and this interconnected to a distribution grid with embedded or distributed generation characteristics. IEEE 421.5 Std. mathematical models are used here: IEEE DC1A, AC1A, ST1A and ST2A compound - and diverse stability studies are carried through with intention of following these systems performance front to some factors as: critical power, critical fault-clearing time, short-circuit levels at distribution net and transmission net interconnection, grid X/R relation. Finally terminal voltage profile during load disturbances is taken in consideration for parallel with grid and island mode. Up-to-date cost data are presented and added to the technical performance in order to indicate the better configuration for plants with this characteristic of decentralized generation / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Carlos Alberto de Castro Junior, Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Meireles_EduardoDavid_M.pdf: 1486956 bytes, checksum: 1e441015d6ae62bfd66ac90c0c7635dd (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A literatura técnica registra uma série de metodologias propostas para a obtenção do estado de operação das chamadas redes mal condicionadas, ou seja, redes cujos modelos resultam em sistemas de equações de difícil resolução [1, 2]. Estas metodologias mostraram-se úteis também em situações em que a operação da rede é infactível, ou seja, situações em que o sistema de equações que representa a rede não apresenta soluções. Nestes casos, os métodos de resolução do problema de fluxo de carga convencionais divergem, não oferecendo informações úteis sobre a rede. Já as metodologias específicas para redes mal condicionadas oferecem, mesmo na situação de divergência, informações que podem ser úteis no sentido de apontar suas possíveis causas. Recentemente, foi levantada a possibilidade de que estas supostas redes mal condicionadas não existissem de fato, mas estivessem simplesmente operando em torno do seu limite de estabilidade de tensão [3], ou seja, o mal condicionamento seria resultado de problemas de estabilidade de tensão e não do mal condicionamento propriamente dito. De acordo com [3], após uma série de simulações não foram encontradas situações em que a rede fosse mal condicionada e estivesse operando em condições normais de operação no que diz respeito à estabilidade de tensão. Os testes mostrados em [3] foram realizados utilizando-se o fluxo de carga da continuação [4]. O objetivo deste trabalho é realizar alguns testes para analisar e discutir as conclusões de [3]. Para isso, algumas simulações adicionais foram realizadas para redes teste mal condicionadas apresentadas em [2], dentre outras. As conclusões deste trabalho apontam para a importância de se continuar a pesquisa para o desenvolvimento de métodos para a resolução de sistemas mal condicionados / Abstract: A number of methods for computing the operating state of the so-called ill-conditioned systems can be found in the literature. A power system is called ill-conditioned if its model results in a set of equations for which the resolution presents numerical difficulties [1, 2]. Those methods also showed to be useful tools in situations where the operation is unfeasible, that is, situations in which the set of equations that represents the network do not present any solution. In these cases the conventional load flow methods diverge and do not provide any useful information about the system operating condition. On the other hand, specific load flow methods for ill-conditioned systems do provide such information, even in divergence situations, and the possible causes of the numerical problems may be inferred. Recently, the possibility that the alleged ill-conditioned systems are in fact systems operating close to or beyond their voltage stability limit was discussed [3]. Therefore, the ill-conditioning would be the result of voltage stability problems rather than ill-conditioning itself. According to [3], after a number of simulations no situations where found such that the system was indeed ill-conditioned and was operating in normal condition as far as voltage stability is concerned. The tests carried out in [3] used continuation load method [4]. The main goal of this work is to carry out some simulation tests to analyze and discuss the conclusion presented in [3]. Also, some additional simulations were done for other ill-conditioned systems shown in [2], among others. The conclusions of this work point towards the importance of a continuing effort in the development of efficient methods for solving ill-conditioned systems / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Nesta dissertação apresenta-se um estudo sobre o desempenho dinâmico do sistema elétrico de potência, frente à conexão de um parque eólico ligado através de conversores de frequência e de geradores síncronos de fontes hidrelétricas e termoelétricas. Dependendo da forma com que é gerenciado, este tipo de geração pode causar impactos significativos no sistema de energia elétrica. Este trabalho analisa o comportamento da estabilidade transitória nos sistemas de potência do ponto de vista da geração com inserção de fontes renováveis. Um sistema elétrico é proposto com dados reais do Rio Grande do Sul e modelado nos programas ANAREDE e ANATEM, considerando seus principais componentes, entre eles, linhas de transmissão, cargas, geradores e transformadores. São utilizadas estratégias de controle do programa ANATEM para a operação dos mesmos e estudar o comportamento do sistema elétrico de potência frente a diferentes eventos. Simulações são realizadas para investigar a influência de diversos fatores na resposta transitória do sistema. Os fatores analisados são: tempo de eliminação da falta, carregamento do sistema, níveis de geração das fontes tradicionais e das fontes eólicas. A análise dos resultados mostrara o impacto deste tipo de fontes instaladas no sistema em regime permanente e transitório. / This thesis introduces a study of an electric power system’s dynamic performance with traditional generation sources (hydro and thermoelectric) and wind farms. Depending on how it is managed, significant impact in the electric power system may occur. The power system transient stability is analyzed in this thesis considering the insertion of renewable energy resources. An equivalent power system is proposed with real data of Rio Grande do Sul and modeled using ANAREDE and ANATEM software, including as its main components, transmission lines, loads, generators and transformers. The control strategies present in the software ANATEM are used for the operation of these components, and then, to study the behavior of the electric power system against different events. Simulations are performed to investigate the influence of various factors on the transient response of the system. The factors analyzed are: time of fault clearing, system load, generation levels from traditional sources and wind sources. The analysis of the results shows the impacts of these specific resources in the system performance for steady state operation and transient state.

Nesta dissertação apresenta-se um estudo sobre o desempenho dinâmico do sistema elétrico de potência, frente à conexão de um parque eólico ligado através de conversores de frequência e de geradores síncronos de fontes hidrelétricas e termoelétricas. Dependendo da forma com que é gerenciado, este tipo de geração pode causar impactos significativos no sistema de energia elétrica. Este trabalho analisa o comportamento da estabilidade transitória nos sistemas de potência do ponto de vista da geração com inserção de fontes renováveis. Um sistema elétrico é proposto com dados reais do Rio Grande do Sul e modelado nos programas ANAREDE e ANATEM, considerando seus principais componentes, entre eles, linhas de transmissão, cargas, geradores e transformadores. São utilizadas estratégias de controle do programa ANATEM para a operação dos mesmos e estudar o comportamento do sistema elétrico de potência frente a diferentes eventos. Simulações são realizadas para investigar a influência de diversos fatores na resposta transitória do sistema. Os fatores analisados são: tempo de eliminação da falta, carregamento do sistema, níveis de geração das fontes tradicionais e das fontes eólicas. A análise dos resultados mostrara o impacto deste tipo de fontes instaladas no sistema em regime permanente e transitório. / This thesis introduces a study of an electric power system’s dynamic performance with traditional generation sources (hydro and thermoelectric) and wind farms. Depending on how it is managed, significant impact in the electric power system may occur. The power system transient stability is analyzed in this thesis considering the insertion of renewable energy resources. An equivalent power system is proposed with real data of Rio Grande do Sul and modeled using ANAREDE and ANATEM software, including as its main components, transmission lines, loads, generators and transformers. The control strategies present in the software ANATEM are used for the operation of these components, and then, to study the behavior of the electric power system against different events. Simulations are performed to investigate the influence of various factors on the transient response of the system. The factors analyzed are: time of fault clearing, system load, generation levels from traditional sources and wind sources. The analysis of the results shows the impacts of these specific resources in the system performance for steady state operation and transient state.