As tecnologias da informação, telecomunicações e mobilidade aliadas às mudanças econômicas e sociais acarretaram uma grande reestruturação da indústria. Entre estas mudanças, verifica-se um maior nível de descentralização e especialização das unidades produtivas, o aumento da automação dos processos e, em conseqüência, uma maior quantidade e complexidade nas interações de seus sub-sistemas. De forma a lidar com esta complexidade e facilitar o estudo e projeto de novos sistemas, faz-se necessário o uso de modelos, que são analisados por exemplo, através de simulação. Entre elas destaca-se a simulação distribuída, a qual trata da evolução de situações/cenários do sistema em computadores fisicamente dispersos, conectados através de uma rede de comunicação, visando, por exemplo, a redução do tempo de simulação, a simulação de grandes modelos(composto por muitos elementos), maior tolerânica a falhas e mesmo a distribuição geográfica. Visando contribuir para uma maior aplicabilidade das técnicas de modelagem e simulação, em especial a distribuída, propõe-se nesta tese (1) um novo método para a modelagem hierárquica de sistemas produtivos; e (2) um novo algoritmo para a sincronização da evolução do tempo de simulação de diferentes simuladores interagindo através de redes de comunicação (LAN, WAN). No método de modelagem proposto, utiliza-se uma abordagem top-down para a decomposição do sistema, partindo-se de um nível de abstração para um de maior detalhamento, permitindo, assim, um maior nível de conhecimento quanto ao comportamento dos elementos e suas interações. No nível de detalhamento desejado, utiliza-se a Rede de Petri na modelagem dos elementos básicos do sistema, que são, assim como na orientação a objetos, denominados classes. Em seguida, através de uma abordagem bottom-up, estes modelos são agrupados, formando modelos mais complexos: componentes e aplicativos. A fim de garantir a interação entre estes elementos, foram definidos um conjunto de interfaces, bem como suas regras de relacionamento. Este método foi aplicado a um estudo de caso para comprovar sua eficácia. No que diz respeito ao algoritmo proposto para sincronizar os tempos de simulação, utiliza-se como subsidio o mecanismo de gerenciamento da transmissão de dados em redes conhecido como Token Ring. Um simulador de eventos, distribuído, foi implementado com a finalidade de validar o algoritmo proposto. / Evolution on the information technology, telecommunications and transport systems, associated to social and economic changes around the world have caused a significative reorganization of the industry. In this context, a high level of decentralization and specialization of the productive units, as well as an increment of the automation level used in productive processes have been verified. It results on the increase of the amount and the complexity of the enterprise subsystems interactions. Modeling techniques are used with simulation to deal with the complexity, to analysis, and to design new productive systems. Among the simulation approaches, distributed simulation is distinguished. It deals with the execution of simulation in physically dispersed computers connected through a LAN (Local Area Network), providing, for example, the reduction of the simulation time, huge simulation models (models with many elements), fault tolerance, as well as geographic dispersion. To contribute for the evolution of modeling and simulation techniques, in special the distributed one, it is proposed on this work: (1) a new method for the hierarchical modeling of productive systems; and (2) a new time synchronization algorithm used to manage the time evolution of a set of distributed simulation software. On the proposed modeling method it is used a top-down approach to decompose the system in basic elements, starting in a high-level abstraction model, and ending with a set of basic models with high level of detail. Then, these models are modeled using Petri net. As well as on object-oriented languages, each model is called class. After that, using a bottom-up approach, these basic models are grouped to generate more complex models: component and application. A set of interfaces, as well as its relationship rules had been defined to guarantee the interaction among these elements. This method was applied to a case study to confirm its effectiveness. About the time synchronization algorithm, the token ring protocol is used as subsidy. An event based distributed simulator was implemented with the purpose to validate the proposed algorithm.

Trata-se de um estudo descritivo, exploratório sobre a técnica da modelagem de objetos aplicados como interface de comunicação entre os equipamentos de campo de uma subestação elétrica, utilizando o padrão “Utility Communications Architecture - Generic Object Models for Substation & Feeder Equipment” que permite a redução da quantidade de protocolos com os quais trabalham os diferentes equipamentos de campo de uma subestação em geral. A pesquisa procurou explicar quais são as características de uma subestação automatizada (requisitos e comportamento), em que consiste essa nova tecnologia da modelagem de objetos e suas aplicações dentro dos sistemas elétricos. O trabalho explica e aplica os diferentes modelos contidos no padrão dentro das funções de proteção, medição, controle, etc, de uma Subestação Elétrica. Estes modelos são incluídos nos novos equipamentos que levam a informação dos sensores e atuadores colocados nos equipamentos de campo a seu respectivo sistema “Supervisory Control & Data Acquisition”. Os novos equipamentos permitem realizar tarefas como sistema de eleição “voting”, função de bloqueio de barramento “bus blocking”, função de rejeição de carga “load shedding”, entre outros, de uma maneira mais eficaz aumentando, assim o desempenho do trabalho da subestação. Como aplicação final, trata de fazer a modelagem de comunicação dos equipamentos de campo da subestação de Bateias, da Companhia Paranaense de Energia com o emprego dos equipamentos providos pelos principais fornecedores do mercado brasileiro: General Electric, Siemens e ABB; tendo para isso como esquemas de referência os modelos das subestações apresentadas na bibliografia. A modelagem demonstrou ser eficaz na comunicação dos equipamentos de campo de uma Subestação Elétrica, já que é possível mediante a mesma padronizar os protocolos que utiliza, permitindo assim a compatibilidade entre os equipamentos de diferentes fabricantes com a respectiva redução dos custos dos projetos de implementação, programação e treinamento dentro da subestação. / This is a descriptive study concerning the modeling technique applying object-oriented models for a communication interface among the equipments in the field of an electric substation. The standard architecture UCA - Utility Communications Architecture and GOMSFE - Generic Object Models for Substation & Feeder Equipment are used, allowing the reduction of the number of protocols in the different equipment's in the yard. This work also addresses the characteristics and the requisites of an automated substation, in what this new modeling technology is about and its applications for the electric power systems. The different models used for the functions of protection, measurement, control, etc. of an Electric Substation are considered, including the new equipment which carry the information from sensors and actuators in the field to their respective SCADA - Supervisory Control & Data Acquisition - system. The performance of the substation is enhanced by new functions as “voting” in protection relays, “bus blocking” in busbars, "load shedding" in load dispatch. Finally the modeling of the communication functions of the field equipments in the substation Bateias, of Copel - Companhia Paranaense de Energia Elétrica is carried out. The equipment's are the ones found in the Brazilian electric market and the reference schemes are from the bibliography. It is shown that the modeling is effective for the communication among the equipment's in the field of an electric substation, and that it is possible to standardize the different protocols employed there. Consequently the compatibility among the equipment's from different manufacturers occurs, and also the reduction of the costs of implementation, programming and personnel training within the substation.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T05:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:58:09Z : No. of bitstreams: 1 138305.pdf: 4151368 bytes, checksum: b9473e9668e8fb05c24503fcd0a0106c (MD5)

Orientador: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: Maria do Carmo Gomes da Silveira / Banca: Gelson da. Cruz Junior / Resumo: A previsão de carga, considerada essencial no planejamento da operação energética e nos estudos de ampliação e reforços da rede básica, assume importância estratégica na extensão comercial, valorizando os processos de armazenamento desses dados e da extração de conhecimentos através de técnicas computacionais. Nos últimos anos, diversos trabalhos foram publicados sobre sistemas de previsão de cargas (demanda) elétricas. Nos horizontes de curto, médio e longo prazo, os modelos neurais, estão entre os mais explorados. O objetivo deste trabalho é apresentar um sistema previsor de cargas elétricas de forma simples e eficiente através de sistemas baseados em redes neurais artificiais com treinamento realizado pelo algoritmo back-propagation. Para isto, optou-se pelo desenvolvimento de um software utilizando os paradigmas de programação orientada a objetos para criar um modelo neural de fácil manipulação, e que de certa forma, consiga corrigir o problema dos mínimos locais. Em geral, o sistema desenvolvido é capaz de atribuir os parâmetros da rede neural de forma automática através de processos exaustivos. Os resultados apresentados foram comparados utilizando outros trabalhos em que também se usaram-se os dados da mesma companhia elétrica. Este trabalho apresentou um ganho de desempenho bem satisfatório em relação a outros trabalhos encontrados na literatura para a mesma classe de problemas / Abstract: Load Forecasting is essential in planning and operation of power systems, in enlarging and reinforcing the basic network, is also very important commercially, valorizing the filing process of these data and extracting knowledge by computational techniques. Lately, several works have been published about electrical load forecasting. Short term, medium term and long term horizons are equally studied. The objective of this work is to present an electrical load forecasting system, which is simple and efficient and based on artificial neural networks whose training is with the back-propagation algorithm. Therefore, a software is developed using the paradigms of the object oriented programming technique to create a neural model which is ease to manipulate, and able to correct the local minimum problem. This system attributes the neural parameters automatically by exhaustive procedures. Results are compared with other works that have used the same data and this work presents a satisfactory performance when compared with those and others found in the literature / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-26Bitstream added on 2014-06-13T19:28:04Z : No. of bitstreams: 1 campos_jr_me_ilha.pdf: 1235138 bytes, checksum: 9965ccc979ea59bf6f2a7e8558692b7b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A previsão de carga, considerada essencial no planejamento da operação energética e nos estudos de ampliação e reforços da rede básica, assume importância estratégica na extensão comercial, valorizando os processos de armazenamento desses dados e da extração de conhecimentos através de técnicas computacionais. Nos últimos anos, diversos trabalhos foram publicados sobre sistemas de previsão de cargas (demanda) elétricas. Nos horizontes de curto, médio e longo prazo, os modelos neurais, estão entre os mais explorados. O objetivo deste trabalho é apresentar um sistema previsor de cargas elétricas de forma simples e eficiente através de sistemas baseados em redes neurais artificiais com treinamento realizado pelo algoritmo back-propagation. Para isto, optou-se pelo desenvolvimento de um software utilizando os paradigmas de programação orientada a objetos para criar um modelo neural de fácil manipulação, e que de certa forma, consiga corrigir o problema dos mínimos locais. Em geral, o sistema desenvolvido é capaz de atribuir os parâmetros da rede neural de forma automática através de processos exaustivos. Os resultados apresentados foram comparados utilizando outros trabalhos em que também se usaram-se os dados da mesma companhia elétrica. Este trabalho apresentou um ganho de desempenho bem satisfatório em relação a outros trabalhos encontrados na literatura para a mesma classe de problemas / Load Forecasting is essential in planning and operation of power systems, in enlarging and reinforcing the basic network, is also very important commercially, valorizing the filing process of these data and extracting knowledge by computational techniques. Lately, several works have been published about electrical load forecasting. Short term, medium term and long term horizons are equally studied. The objective of this work is to present an electrical load forecasting system, which is simple and efficient and based on artificial neural networks whose training is with the back-propagation algorithm. Therefore, a software is developed using the paradigms of the object oriented programming technique to create a neural model which is ease to manipulate, and able to correct the local minimum problem. This system attributes the neural parameters automatically by exhaustive procedures. Results are compared with other works that have used the same data and this work presents a satisfactory performance when compared with those and others found in the literature

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-04-04Bitstream added on 2014-06-13T18:08:33Z : No. of bitstreams: 1 vieirajunior_n_me_ilha.pdf: 885552 bytes, checksum: 1b18f0cd29a15cfcdcc459e1593a6f40 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em vista da comum associação do professor com um modelo ou padrão a ser seguido, este trabalho evidencia a importância da figura docente em sala de aula e propõe a partir do estudo da aprendizagem e dos alunos sob diferentes perspectivas, a utilização de instrumentos complementares aos métodos tradicionalmente utilizados no ensino de engenharia. O conceito da aprendizagem é demonstrado conforme as propostas das escolas nova e tradicional. Os alunos, por sua vez, são definidos de acordo com os diversos estilos de aprendizagem e destaca-se que a maioria dos estudantes de engenharia possui natureza sensitiva. A importância de uma reflexão pedagógica é fortalecida com a verificação dos modelos mentais construídos pelos alunos, baseados na elaboração de imagens, principalmente quando submetidos a questões que envolvam fenômenos abstratos à percepção humana. A partir de então, é fornecida ao professor a possibilidade de buscar novas ferramentas e metodologias de ensino que melhorem o aprendizado, tais como modelos análogos e representações visuais, aplicando-as sempre que necessário, para que não se perca a comunicação professor-aluno e a escola mantenha atualizados seus paradigmas conforme a evolução tecnológica. Baseado nesta pesquisa, este trabalho resulta no desenvolvimento de um software educacional utilizando... / As it is common the association of the professor with a model or pattern to be followed, this work evidences the importance of the master in the classroom and starting from the study of the learning processes and of the students behaviour under different perspectives proposes the use of complemental instruments to the traditional methods applied in the engineering teaching. The learning concept is demonstrated according to the proposals from new and traditional schools. The students are defined according to the several learning styles and stand out that most of the engineering students are sensors. The importance of a pedagogic reflection is reinforced with the verification of the mental models built by the students, based on the images creation, mainly when they face questions that involve phenomena that seems abstract to the usual human perception. Starting from then it is provided to the teachers the possibility of seeking new tools and teaching methodologies that improve the learning, such as analogue models and visual representations, applying them when necessary, so that teachers and students have no lack of communication between themselves and the school keeps up with its paradigms according to the technological evolution. Based on this research, this work results in the development of an educational software... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:49:40Z : No. of bitstreams: 1 pereira_mbc_me_ilha.pdf: 1170771 bytes, checksum: f8ba8678a1d9af0316e036187c7f36d7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho tem por objetivo contribuir para o desenvolvimento de técnicas de Educação em Engenharia apresentando uma ferramenta de apoio ao Ensino/Aprendizagem de Sistemas Elétricos de Potência na forma de um software de interface amigável e baixo custo. O software desenvolvido em linguagem C++ segue os padrões de programação orientada a objetos e oferece ao usuário a resolução de fluxos de potência e simulações de casos de contingências transitórias com possibilidade de interatividade, apresentando resultados em ambiente gráfico. Desenvolvido para aplicação na área de Dinâmica e Estabilidade de Sistemas de Potência, suporta sistemas-exemplos clássicos do IEEE e também disponibiliza ao usuário ferramentas para personalização de arquivos de dados de entrada, tornando-se flexível e de fácil acesso aos casos já inseridos no sistema. O usuário também pode criar novos sistemas de acordo com suas necessidades. Os resultados são exibidos em forma numérica e também através de gráficos tridimensionais e animação, possibilitando fácil visualização de resultados, entendimento de fenômenos e análise de influências sobre o desempenho. / This work presents a contribution to the development of Engineering Education techniques by means of a Teaching/Learning support tool for Electrical Power System studies resulting in a friendly low cost interface software. It was developed in C++ language and follows the pattern of object oriented programming, offering to the user the resolution of load flow and digital simulations of transient stability with the possibility of interactivity, showing the results in a graphic environment. It was developed for use in applications of Static and Transient Power Systems Stability and it has enclosed classic sample-systems of IEEE and others and also allows the user to customize input data files. Then the tool is flexible and enables easy access to cases formerly inserted in the system. The user also can create new systems according to his needs. The machines rotors movement can be seen in a graphic animation, allowing easy visualization of events, phenomena comprehension and analysis of influences about the performance.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-11-28Bitstream added on 2014-06-13T19:49:00Z : No. of bitstreams: 1 morais_av_me_ilha.pdf: 1008235 bytes, checksum: a81d511b096385ef5a2e3e6461993ea8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Ensino a Distância (EAD) recebeu notável impulso a partir da aplicação de novas tecnologias, notadamente aquelas que envolvem a rede Internet. O uso das tecnologias digitais permitiu que a comunicação, o armazenamento, a distribuição e a apresentação dos conteúdos, fundamentais para o processo educativo, fossem realizados de modo mais eficiente. Entretanto pode-se aplicá-lo como um projeto piloto auxiliando as aulas presenciais. Ensina-se e aprende-se à distância, mas a verificação do saber é válida somente se realizada de modo presencial. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um Ambiente Virtual de Aprendizagem, tendo como objetivo criar um ambiente de ensino amigável, o qual possibilitará, entre outros, uma melhoria no conteúdo e na qualidade do mesmo, um relacionamento interativo entre alunos e professor e, uma ferramenta auxiliar as aulas presenciais. Para tal, foram desenvolvidas tecnologias para um sistema distribuído de ensino, tentando reviver o ambiente da sala de aula, mas assumindo as restrições impostas pela distância física e falta de recursos. É abordada também a manutenção do sistema por parte da equipe desenvolvedora, onde se utilizam os padrões de desenvolvimento Web e também o uso de software livre. Dessa forma, torna-se instrumento valioso para mensuração de conhecimentos. O texto apresenta ainda uma arquitetura computacional do modelo proposto, utilizando sistemas de código livre para sua implementação. / Distance Learning (Ensino à Distância/EAD) received notable impulse from the application by new technologies, especially those involve InterNet network. The use of the digital technologies allowed that the communication, the storage, the distribution and the presentation of the basic contents for the educative process were applied in a more efficient way. However it can be applied as a pilot project assisting the presence classes. Teaching and learning occur at distance, but the verification of knowledge is only valid if realized in a presence way. This work presents the development of a Virtual Environment of Learning, having as objective to create an environment of friendly education, which will make possible, among others, an improvement in its content and quality, an interactive relationship between students and teacher and an auxiliary tool in presence classes. Therefore, technologies for a distributed system of education have been developed, trying to rescue classroom environment, but assuming the restrictions provoked by physical distance and lack os resources. This work treats about system maintenance by the team developers where they use the standard Web development and the use of free software. By this way, it becomes a valuable instrument for knowledge measuring. The text still presents a computational architecture of the purposed model, using systems of free code for its implementation.

Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Silvia Galvão de Souza Cervantes / Resumo: Este trabalho tem por objetivo contribuir para o desenvolvimento de técnicas de Educação em Engenharia apresentando uma ferramenta de apoio ao Ensino/Aprendizagem de Sistemas Elétricos de Potência na forma de um software de interface amigável e baixo custo. O software desenvolvido em linguagem C++ segue os padrões de programação orientada a objetos e oferece ao usuário a resolução de fluxos de potência e simulações de casos de contingências transitórias com possibilidade de interatividade, apresentando resultados em ambiente gráfico. Desenvolvido para aplicação na área de Dinâmica e Estabilidade de Sistemas de Potência, suporta sistemas-exemplos clássicos do IEEE e também disponibiliza ao usuário ferramentas para personalização de arquivos de dados de entrada, tornando-se flexível e de fácil acesso aos casos já inseridos no sistema. O usuário também pode criar novos sistemas de acordo com suas necessidades. Os resultados são exibidos em forma numérica e também através de gráficos tridimensionais e animação, possibilitando fácil visualização de resultados, entendimento de fenômenos e análise de influências sobre o desempenho. / Abstract: This work presents a contribution to the development of Engineering Education techniques by means of a Teaching/Learning support tool for Electrical Power System studies resulting in a friendly low cost interface software. It was developed in C++ language and follows the pattern of object oriented programming, offering to the user the resolution of load flow and digital simulations of transient stability with the possibility of interactivity, showing the results in a graphic environment. It was developed for use in applications of Static and Transient Power Systems Stability and it has enclosed classic sample-systems of IEEE and others and also allows the user to customize input data files. Then the tool is flexible and enables easy access to cases formerly inserted in the system. The user also can create new systems according to his needs. The machines rotors movement can be seen in a graphic animation, allowing easy visualization of events, phenomena comprehension and analysis of influences about the performance. / Mestre

Neste trabalho foi realizado o projeto e o desenvolvimento do framework de classes OOPS - Object-Oriented Parallel System. Esta é uma ferramenta que utiliza orientação a objetos para apoiar a implementação de programas científicos concorrentes para execução paralela. O OOPS fornece abstrações de alto nível para que o programador da aplicação não se envolva diretamente com detalhes de implementação paralela, sem contudo ocultar completamente aspectos paralelos de projeto, como particionamento e distribuição dos dados, por questões de eficiência e de desempenho da aplicação. Para isso, o OOPS apresenta um conjunto de classes que permitem o encapsulamento de técnicas comumente encontradas em programação de sistemas paralelos. Utiliza o conceito de processadores virtuais organizados em grupos, aos quais podem ser aplicadas topologias que fornecem modos de comunicação entre os processadores virtuais, e contêineres podem ter seus elementos distribuídos por essas topologias, com componentes paralelos atuando sobre eles. A utilização das classes fornecidas pelo OOPS facilita a implementação do código sem adicionar sobrecarga significativa à aplicação paralela, representando uma camada fina sobre a biblioteca de passagem de mensagens usada. / This work describes the design and development of the OOPS (Object Oriented Parallel System) class framework, which is a tool that uses object orientation to support programming of concurrent scientific applications for parallel execution. OOPS provides high level abstractions to avoid application programmer\'s involvement with many parallel implementation details. For performance considerations, some parallel aspects such as decomposition and data distribution are not completely hidden from the application programmer. To achieve its intents, OOPS encapsulates some programming techniques frequently used for parallel systems. Virtual processors are organized in groups, over which topologies that provide communication between the processors can be constructed; distributed containers have their elements distributed across the processors of a topology, and parallel components use these containers for their work. The use of the classes supplied by OOPS simplifies the implementation of parallel applications, without incurring in pronounced overhead. OOPS is thus a thin layer over the message passing interface used for its implementation.