O emprego de geradores fotovoltaicos (FV) conectados ao sistema de distribuição de energia elétrica tem apresentado um crescimento significativo na última década. No Brasil, sua existência ainda é reduzida, entretanto a previsão é que esta aumente nos próximos anos em função das novas regulamentações estabelecidas pelas concessionárias de energia, com apoio da Agência Nacional de Energia Elétrica. O estudo das consequências trazidas pela conexão massiva de geradores FV possibilita o planejamento correto de operação do sistema de distribuição, evitando assim, a degradação da qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. Dentro desse contexto, este trabalho possui como objetivo a análise da influência que um elevado nível de penetração de sistemas FV possui em um sistema de distribuição de energia elétrica. Durante as análises, foram considerados diversos geradores FV distribuídos aleatoriamente em dois sistemas de distribuição teste bastante distintos. O programa de simulação computacional empregado foi o OpenDSS. Os estudos consideraram situações de regime permanente e foram feitas abordagens empregando variações temporais, com o propósito de avaliar o comportamento e a interação entre os perfis de carga e geração FV. Os resultados mostraram a importância de considerar as variações temporais de demanda e de geração, e apontaram que o perfil de tensão em regime permanente, nível de desbalanço de tensão, perdas técnicas, regulação da tensão e desconexão dos geradores são fatores importantes que devem ser avaliados em estudos deste tipo. Além disso, mostrou-se que possíveis impactos negativos decorrentes da introdução massiva de geradores fotovoltaicos podem ser mitigados utilizando as soluções propostas ao final deste trabalho. / The employment of photovoltaic (PV) generators connected to the grid has increased significantly in the past decade. In Brazil, there are a few PV systems nowadays, but this scenario tends to change since new regulations have been established by the utilities with support of the Brazilian Electrical Energy Agency. The study of the effects caused by high penetration levels of PV generators enables the correct operation of the distribution networks and prevents the degradation of power quality provided to the consumers. In this context, the purpose of this research is to analyze the consequences caused by high-penetration levels of PV systems in distribution networks. Several distributed PV generators are considered and located randomly in two distinct distribution test feeders. The studies were carried out by using the software OpenDSS. The analysis focused on steady state studies and typical daily load and PV generation curves have been considered to evaluate the behavior and the interaction between loads and PV generation. The results have shown the importance of considering such load and power variation, and pointed out that voltage profile, voltage unbalance level, technical losses, voltage regulation and generators disconnection are important issues to be studied in situations like the ones analyzed in this work. Furthermore, possible negative impacts caused by high PV penetration levels can be mitigated by employing the potential solutions proposed in this dissertation.

Esta pesquisa apresenta um estudo investigativo da análise modal aplicada a Sistemas de Distribuição (SDs) frente às distorções harmônicas, no contexto da Qualidade da Energia Elétrica (QEE). A partir do método de análise da ressonância modal, foi conduzido um estudo investigativo para apontar quais barramentos são mais sensíveis e permitem uma melhor observação frente às distorções harmônicas. Vale adiantar que o método de análise de ressonância modal, o qual é fundamentado na decomposição espectral da matriz de admitância do sistema elétrico, já apresenta interessantes trabalhos voltados para sistemas de transmissão. O desafio desta pesquisa foi então investigar a sua aplicação para SDs com um direcionamento às distorções harmônicas, bem como ao seu monitoramento. Dentre os resultados encontrados no desenvolvimento da pesquisa, destaca-se um melhor entendimento do problema das distorções harmônicas, o qual permitiu evidenciar a sensibilidade e a observabilidade dos SDs testes frente ao problema definido no contexto da QEE. / This research presents an investigative study of the modal analysis applied to Distribution Systems (DSs) in the context of Power Quality (PQ) considering the harmonic distortions. From the modal resonance analysis, an investigative study was conducted to indicate which bus bars are more sensitive and allow better observation in face of harmonic distortions. It is worth mentioning that the method of modal resonance analysis, which is based on the spectral decomposition of the admittance matrix of the electric system, already presents interesting applications focused on transmission systems. The challenge of this research was to investigate its application to DSs focusing on harmonic distortions, as well as their monitoring. Among the observed results of the research development, a better understanding of the harmonic distortions problem was achieved, which made it possible to highlight the sensitivity and observability of the DSs tests against the problem defined in the context of the PQ.

A presente pesquisa tem como tema principal a alocação otimizada de Monitores de Qualidade da Energia Elétrica (MQEEs) em sistemas de distribuição para a observação das Variações de Tensão de Curta Duração (VTCDs). Busca-se pela pesquisa apresentar adequações que podem ser facilmente incorporadas aos métodos de alocação que se baseiam no uso de algoritmos inteligentes, neste caso em específico, em Algoritmos Genéticos (AGs), para resolver o problema da alocação de MQEEs. Também como contribuição, a pesquisa apresenta uma técnica para a diminuição do espaço de busca das soluções, imprimindo assim, uma melhoria da observação das VTCDs em Sistemas de Distribuição (SDs), e caracterizando um método simplificado para a alocação desejada. A metodologia como formulada (via AG e método simplificado) foi testada através da sua aplicação nos sistemas de distribuição de 13, 34 e 123 nós, simulados via o ATP (Alternative Transients Program), e provindos da base de dados do IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers). A pesquisa também foi testada considerando um alimentador real de uma concessionária regional, e validada através de simulações estatísticas pelo Método de Monte Carlo. / The present research has the optimized allocation of Power Quality Monitors in distribution systems as its main subject aimed at voltage sags and swells observation. The work intention is to propose adjustments that can be easily incorporated into the allocation methods based on the use of intelligent algorithms, in this case specifically, the Genetic Algorithms addressing the problem of monitor allocation. Also, as contribution, the research presents a technique to reduce the search space of solutions, thus printing an improvement on the observation of voltage variations in distribution systems and characterizing a simplified method for the desired allocation. The methodology, as formulated (by the genetic algorithm application and the simplified method), was tested through its application in distribution systems of 13, 34 and 123 nodes, simulated on ATP (Alternative Transients Program), and stemmed by the IEEE database (Institute of Electrical and Electronic Engineers). The research was also tested considering a real feeder of a regional utility, and validated through statistical simulations by the Monte Carlo method.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-01T18:34:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseImpactosHarmonicos.pdf: 2483778 bytes, checksum: c5e0e109c5f916f6d322fe03bdbba91d (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-14T14:02:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseImpactosHarmonicos.pdf: 2483778 bytes, checksum: c5e0e109c5f916f6d322fe03bdbba91d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T14:02:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseImpactosHarmonicos.pdf: 2483778 bytes, checksum: c5e0e109c5f916f6d322fe03bdbba91d (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / A Qualidade da Energia Elétrica (QEE) é constantemente alvo de vários estudos, principalmente os que estão relacionados com o setor de produção industrial, onde estão concentradas grandes cargas dos sistemas elétricos. Com a evolução dos processos de produção industrial e a inserção de novas tecnologias no setor industrial, foram adicionadas grandes quantidades de equipamentos eletrônicos que são fontes geradoras de perturbações nos sistemas, e que alteram a qualidade do produto “energia elétrica”. Com o intuito de minimizar os transtornos decorrentes da baixa qualidade da energia e os prejuízos causados para as concessionárias e consumidores (industriais, residenciais e comerciais), foi desenvolvido no Brasil, os procedimentos de distribuição no sistema elétrico nacional (PRODIST), criado e desenvolvido pela Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). O PRODIST tem o objetivo de normatizar e padronizar as atividades relacionadas à distribuição de energia, incluindo os padrões de qualidade do produto. O presente trabalho foi concentrado e realizado em uma empresa do polo industrial de Manaus (PIM), que possui um sistema elétrico trifásico de baixa tensão, com objetivo de monitorar a qualidade do produto “energia elétrica” através do conteúdo harmônico gerado pela rede elétrica envolvida na manufatura. Os dados gerados foram submetidos a uma técnica de inteligência computacional (IC), com uso do processo de descoberta de extração de conhecimento em bases de dados ou KDD. O objetivo do trabalho é analisar, identificar e diagnosticar os pontos de acoplamento e processos que apresentam conteúdos harmônicos representativos para o sistema, podendo-se assim verificar o quanto cada processo analisado pode estar afetando a qualidade da energia dentro da própria indústria e no ponto de acoplamento com a concessionária, através das gerações de distorções harmônicas, evitando assim, penalizações e outras sanções regulamentadas. / The Power Quality (PQ) is constantly the subject of many studies, mainly those that are related to the industrial production sector, where are concentrated large loads of the electrical systems. With the evolution of industrial production processes and the introduction of new technologies in the industrial sector, quantities of electronic equipment bars were added that are sources of disturbances in the systems, and affecting the quality of the product "electricity". In order to minimize the inconvenience resulting from low quality of energy and damage to utilities and consumers (industrial, commercial and residential), it was developed in Brazil, distribution procedures in the national grid (PRODIST), created and developed the National Electric Energy Agency (ANEEL). The PRODIST aims to regulate and standardize activities related to energy distribution, including product quality standards. This work was concentrated and held in a company of the industrial pole of Manaus (PIM), which has a three-phase electrical system low voltage, in order to monitor the quality of the product "electricity" through the harmonic content generated by the electrical network involved in manufacturing. The data generated were subjected to computational intelligence technique (HF), using the process of knowledge extraction discovery in databases or KDD. The objective is to analyze, identify and diagnose the coupling points and processes that have representative harmonic content for the system, so being able to check how much each analyzed process may be affecting the power quality within the industry itself and the point of coupling with the concessionaire, through the generations of harmonic distortion, thus avoiding penalties and other sanctions regulated.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-27T14:48:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SistemaGestaoQualidade.pdf: 4354747 bytes, checksum: b102b29fd9af3372a7b9b16d67d70c4d (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-28T13:05:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SistemaGestaoQualidade.pdf: 4354747 bytes, checksum: b102b29fd9af3372a7b9b16d67d70c4d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T13:05:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SistemaGestaoQualidade.pdf: 4354747 bytes, checksum: b102b29fd9af3372a7b9b16d67d70c4d (MD5) Previous issue date: 2015-11-25 / A energia elétrica em abundância é fundamental para o desenvolvimento de um país, ela é o motor que constrói a sua economia, fortalecendo desde as grandes indústrias, pequenos empreendimentos e consumidores residenciais, gerando emprego, renda e aumentando assim a qualidade de vida de seus cidadãos. Nesse contexto, emergiu o conceito de Qualidade de Energia (QEE), que tem por finalidade estudar a qualidade da energia que é fornecida pelas instalações elétricas como as de geração, buscando sempre soluções para que a eletricidade gerada chegue ao destino final isenta de perturbações, conforme exigências dos órgãos de controle. Este trabalho tem como ênfase a implantação de um sistema de monitoramento em qualidade de energia (SMQEE) na Usina Hidrelétrica (UHE) Coaracy Nunes da Eletrobrás Eletronorte no Estado do Amapá. Os constantes problemas em componentes auxiliares da geração bem como o número de eventos constatados pelos oscilógrafos da usina serviram de motivação para a implantação do SMQEE. Além da descrição do SMQEE desenvolvido para a UHE Coaracy Nunes, serão apresentados os resultados preliminares de levantamentos sobre a qualidade de energia da usina, sobretudo nos serviços auxiliares. Os dados das oscilografias dos oscilógrafos existentes e dos dispositivos de coleta de dados de tensão e corrente desenvolvidos e instalados no aterramento e nos serviços auxiliares, compõem o banco de dados do SMQEE, a partir do qual são feitas as consultas e extraídos os relatórios de QEE da Usina. Nesse sistema a oscilografia é decomposta pela técnica Wavelet para detectar o início e o fim das ocorrências que caracterizam os eventos de QEE que se deseja extrair. A proposta do SMQEE é a utilização da oscilografia para extração dos seguintes fenômenos: harmônicos de tensão, variações de tensão de curta duração (afundamentos e elevações de tensão, interrupção), desequilíbrios de tensão e transitórios. Também será processada pelo SMQEE a atuação do sistema de proteção, sendo disponibilizada para o analista a visualização dos estados dos dispositivos de proteção, para a análise e diagnóstico da ocorrência. Como principais resultados verificou-se que o SMQEE, ainda em fase de implantação, demonstra atender as demandas da rotina de trabalho da Hidrelétrica de Coaracy Nunes. Como conclusão, infere-se que o uso de programas computacionais para monitoramento e análise de QEE são importantes ferramentas para a prevenção de problemas em sistemas elétricos. / The abundant electric energy is fundamental to a country’s development, it is the engine which builds its economy, strengthening both big industries, small estabilishments as well as the house consumers, generating jobs, profit and increasing the life quality of its ens. On this contexto, the Energy Quality (QEE) concept arose, whose aim is to study the quality of the provided energy by the electrical facilities like the ones of generation, always searching solutions so that the generated electricity arrives at its final destination with no disturbances, according demands of the control offices. This essay has the main purpose the implantation of a energy quality monitoring system (SMQEE) at the Eletrobrás Eletronorte Coaracy Nunes Hydroelectric Power Plant (UHE) in Amapá State. The constant problems in auxiliary generation components as well as the number of events found by the power plant oscillographs worked as motivation to the implantation of the SMQEE. Besides the SMQEE description developed to the UHE Coaracy Nunes, it will be presented the preliminar results of the data over the power plant energy quality, especially the auxiliary services. The oscillographies data from the oscillographs and tension and current data collect gadgets developed and installed in the ground and auxiliary services, form the SMQEE data bank, from which the checks are made and the reports are extracted from the QEE in the power plant. In this system the oscillography is decomposed by the Wavelet techinque to detect the beginning and the end of the occurences that characterize the QEE events which is meant to extract. The SMQEE proposal is the use of the oscillography to the extraction of thefollowing phenomena: tension harmonics, short range tension variations (tension drownings and elevations, interruptions), tension unbalance and transitories. It will also be processed by the SMQEE the system protection functioning, being available to the analyst the visualization of the state of the protection gadgets, to analyze and diagnosis of the occurrence. As main results it has been noticed that the SMQEE, still in implantation stage, shows to answer the Coaracy Nunes Power Plant work routine demands. In conclusion, we may infer tha the usage of computer programs to the QEE monitoring and analysis are important tools to the prevention of electrical systems problems.

O emprego de geradores fotovoltaicos (FV) conectados ao sistema de distribuição de energia elétrica tem apresentado um crescimento significativo na última década. No Brasil, sua existência ainda é reduzida, entretanto a previsão é que esta aumente nos próximos anos em função das novas regulamentações estabelecidas pelas concessionárias de energia, com apoio da Agência Nacional de Energia Elétrica. O estudo das consequências trazidas pela conexão massiva de geradores FV possibilita o planejamento correto de operação do sistema de distribuição, evitando assim, a degradação da qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. Dentro desse contexto, este trabalho possui como objetivo a análise da influência que um elevado nível de penetração de sistemas FV possui em um sistema de distribuição de energia elétrica. Durante as análises, foram considerados diversos geradores FV distribuídos aleatoriamente em dois sistemas de distribuição teste bastante distintos. O programa de simulação computacional empregado foi o OpenDSS. Os estudos consideraram situações de regime permanente e foram feitas abordagens empregando variações temporais, com o propósito de avaliar o comportamento e a interação entre os perfis de carga e geração FV. Os resultados mostraram a importância de considerar as variações temporais de demanda e de geração, e apontaram que o perfil de tensão em regime permanente, nível de desbalanço de tensão, perdas técnicas, regulação da tensão e desconexão dos geradores são fatores importantes que devem ser avaliados em estudos deste tipo. Além disso, mostrou-se que possíveis impactos negativos decorrentes da introdução massiva de geradores fotovoltaicos podem ser mitigados utilizando as soluções propostas ao final deste trabalho. / The employment of photovoltaic (PV) generators connected to the grid has increased significantly in the past decade. In Brazil, there are a few PV systems nowadays, but this scenario tends to change since new regulations have been established by the utilities with support of the Brazilian Electrical Energy Agency. The study of the effects caused by high penetration levels of PV generators enables the correct operation of the distribution networks and prevents the degradation of power quality provided to the consumers. In this context, the purpose of this research is to analyze the consequences caused by high-penetration levels of PV systems in distribution networks. Several distributed PV generators are considered and located randomly in two distinct distribution test feeders. The studies were carried out by using the software OpenDSS. The analysis focused on steady state studies and typical daily load and PV generation curves have been considered to evaluate the behavior and the interaction between loads and PV generation. The results have shown the importance of considering such load and power variation, and pointed out that voltage profile, voltage unbalance level, technical losses, voltage regulation and generators disconnection are important issues to be studied in situations like the ones analyzed in this work. Furthermore, possible negative impacts caused by high PV penetration levels can be mitigated by employing the potential solutions proposed in this dissertation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a different method for power quality signal classification using the principal components analysis (PCA) associated to the wavelet transform (WT). The standard deviation of the detail coefficients and the average of the approximation coefficients from WT are combined to extract discriminated characteristics from the disturbances. The PCA was used to condense the information of those characteristics, than a smaller group of characteristics uncorrelated were generated. These were processed by a probabilistic neural network (PNN) to accomplish the classifications. In the application of the algorithm, in the first case, seven classes of signals which represent different types of disturbances were classified, they are as follows: voltage sag and interruption, flicker, oscillatory transients, harmonic distortions, notching and normal sine waveform. In the second case were increased four more situations that usually happen in distributed generation systems connected to distribution grids through converters, they are as follows: connection of the distributed generation, connection of local load, normal operation and islanding occurrence. In this case, the voltage on the point of common coupling between GD and grid were measured by simulations and were analyzed by the proposed algorithm. In both cases, the signals were decomposed in nine resolution levels by the wavelet transformed, being represented by detail and approximation coefficients. The application of the WT generated a lot of variations in the coefficients. Therefore, the application of the standard deviation in different resolution levels can quantify the magnitude of the variations. In order to take into account those features originated from low frequency components contained in the signals, was proposed to calculate the average of the approximation coefficients. The standard deviations of the detail coefficients and the average of the approximation coefficients composed the feature vector containing 10 variables for each signal. Before accomplishing the classification these vectors were processed by the principal component analysis algorithm in order to reduce the dimension of the feature vectors that contained correlated variables. Consequently, the processing time of the neural network were reduced to. The principal components, which are uncorrelated, were ordered so that the first few components account for the most variation that all the original variables acted previously. The first three components were chosen. Like this, a new group of variables was generated through the principal components. Thus, the number of variables on the feature vector was reduced to 3 variables. These 3 variables were inserted in a neural network for the classification of the disturbances. The output of the neural network indicates the type of disturbance. / Este trabalho apresenta um diferente método para a classificação de distúrbios em sinais elétricos visando analisar a qualidade da energia elétrica (QEE). Para isso, a análise de componentes principais (ACP) e a transformada wavelet (TW) são associadas. O desvio padrão dos coeficientes de detalhes e a média dos coeficientes de aproximação da TW são combinados para extrair características discriminantes dos distúrbios. A ACP é utilizada para condensar a informação dessas características, originando um conjunto menor de características descorrelacionadas. Estas são processadas por uma rede neural probabilística (RNP) para realizar as classificações. Na aplicação do algoritmo, inicialmente, foram utilizadas senóides puras e seis classes de sinais que representam os diferentes tipos de distúrbios: afundamentos e interrupções de tensão, flicker, transitórios oscilatórios, distorções harmônicas e notching. Em seguida, são acrescentadas mais quatro situações ocorridas em sistemas de geração distribuída (GD) conectados em redes de distribuição através de conversores. São elas: conexão da geração distribuída, conexão de carga local, operação normal e ocorrência de ilhamento. Neste caso, os sinais de tensão no ponto de acoplamento comum (PAC) entre a GD e a rede são medidos e analisados pelo algoritmo. Em ambos os casos, os sinais são decompostos em nove níveis de resolução pela transformada wavelet, ficando representados por coeficientes de detalhes e aproximações. A aplicação da transformada wavelet discreta gera muitas variações nos coeficientes. Por isso a aplicação do desvio padrão, nos diferentes níveis de resolução, é capaz de quantificar a magnitude destas variações. Para considerar as características originadas pelas componentes de baixa freqüência contidas nos sinais, propõe-se o uso da média dos coeficientes de aproximação do sinal. Os desvios padrões dos coeficientes de detalhes e a média da aproximação compõem um vetor de características contendo 10 variáveis para cada sinal analisado. Antes de realizar a classificação estes vetores passam por um algoritmo de análise das componentes principais, visando reduzir a dimensão dos vetores de características que continham variáveis correlacionadas e conseqüentemente, reduzir o tempo de processamento da rede neural. As componentes principais, descorrelacionadas, são ordenadas de forma que as primeiras componentes contenham a maior parte das informações das variáveis originais. Dessa forma, as três primeiras componentes são escolhidas, pois elas representam cerca de 90% das informações relacionadas com o sinal em estudo. Assim, um novo conjunto de variáveis é gerado através das componentes principais, reduzindo o número de variáveis contidas no vetor de características de 10 (dez) para 3 (três). Finalmente, estas 3 variáveis são inseridas em uma rede neural para a classificação dos distúrbios de forma que o resultado da rede neural indica o tipo de distúrbio presente no sinal analisado.

O presente trabalho apresenta estudos teóricos e uma revisão bibliográfica sobre diversos aspectos relevantes à qualidade da energia elétrica, principalmente os afundamentos de tensão em sistemas de energia elétrica. A avaliação da eficiência de um sistema elétrico de potência é quantificada por diversos fatores de qualidade, destacando-se a continuidade do fornecimento de energia elétrica aos consumidores. Nesse contexto, a análise de faltas é muito importante e demanda especial atenção quando do projeto do esquema de proteção e dos índices de qualidade do sistema elétrico de distribuição. Assim sendo, o presente trabalho apresenta uma comparação entre os métodos de cálculo de curtos circuitos convencionais: Método das Componentes Simétricas e o Método das Componentes de Fases. Também é apresentada uma nova aproximação da obtenção da matriz de impedância de cada elemento do sistema elétrico de potência, para a resolução pelo Método das Componentes Simétricas em sistemas desequilibrados. Usando um modelo particular de um sistema elétrico de distribuição são efetuadas simulações computacionais para avaliar o desempenho do algoritmo proposto. As simulações de curtos circuitos são realizadas com rotinas no ambiente MatLab e logo comparadas com os resultados do programa ATP/EMTP. Os cálculos de afundamentos de tensão são realizados para diferentes tipos de faltas: trifásica-terra (FFFT), fase-terra (FT), fase-fase (FF) e fase-fase-terra (FFT). Apesar de o trabalho estar centrado em sistemas de distribuição, as conclusões podem ser referidas a qualquer tipo de sistema de energia elétrica. Os resultados obtidos nessas simulações mostram que a aproximação proposta que consiste da obtenção da impedância de componentes simétricas de cada elemento, apresenta um ótimo desempenho. O objetivo desta comparação é identificar o método de cálculo de curto-circuito que ofereça a viabilidade de simplificação nos procedimentos de cálculo, como também na modelagem dos componentes do sistema elétrico de energia, mantendo continuamente uma boa precisão dos resultados dentro dos limites de tolerância. Com esta simplificação se pode reduzir significativamente o tempo das simulações, o processo de análise e tomada de decisão mais ágil e eficiente. / This work presents theoretical studies and a literature review on various aspects relevant to the quality of electric power, especially voltage sags in electric power systems. Assessing the efficiency of a power system is quantified by several quality factors, highlighting the continued supply of electricity to consumers. In this context, the analysis of faults is very important and demand special attention when designing the protection scheme and the quality indexes of the electrical system of distribution. Therefore, this work presents a comparison between the calculation methods of conventional short circuit: Method of Symmetrical Component and Method of Phases Components. It also presents a new approach to obtaining the impedance matrix of each element of the electric power system for the resolution by the Method of Symmetrical Components in unbalanced systems. Using a particular model of an electric distribution system computer simulations are carried out to evaluate the performance of the algorithm. Simulations of short circuits are performed with routines in MatLab environment and then compared with the results of the software ATP/EMTP. The calculations of voltage sags are performed for different types of faults: three-phase- ground (FFFT), phase-ground (FT), phase-phase (FF) and phase-phase- ground (FFT). Although the work is centered on distribution systems, the findings can be referred to any type of power system. The results obtained in these simulations show that the proposed approach consists of obtaining the impedance of symmetrical components of each element, presents a great performance. The purpose of this comparison is to identify the method of calculating short-circuit that provides the feasibility of simplifying the calculation procedures, but also in the modeling of system components, electric power, continuously keeping a good accuracy of results within the tolerance limits. With this simplification can significantly reduce the time of simulations, the process of analysis and decision making more agile and efficient.

Orientador: Luís Carlos Origa de Oliveira / Resumo: As profundas mudanças que os sistemas de distribuição de energia elétrica vêm experimentando, devido à crescente penetração de unidades de Geração Distribuída (GD), têm resultado, inevitavelmente, na efetiva ruptura da forma tradicional de controlar e operar o sistema elétrico. A conexão em larga escala de unidades de GD impõe às distribuidoras de energia uma série de desafios técnicos, econômicos e regulatórios, necessários para preservar a continuidade e o nível de Qualidade da Energia Elétrica (QEE) na rede. Além dos benefícios que justificam o investimento, os sistemas de GD contribuem com alguns impactos negativos para o sistema elétrico, entre eles, destacam-se aqui a geração de harmônicas e a injeção de corrente contínua (CC) na rede, em regime permanente, e seus efeitos sobre os transformadores de potência. O incremento de uma componente de fluxo CC em seu enrolamento secundário altera o ponto de operação natural e eficiente do transformador, trazendo prejuízo não só à sua vida útil, mas também à sua funcionalidade na rede. Esta condição favorece a geração e propagação de harmônicas adicionais no sistema alimentador, afetando negativamente o sistema elétrico, sendo esta análise uma contribuição original deste trabalho. Neste sentido, considera-se com grande relevância o estudo de comportamento dos equipamentos projetados para operar essencialmente com sinais em corrente alternada (CA) e que passam a ser submetidos, simultaneamente, a excitações com corrente contínua. ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The deep changes that electric power distribution systems have been experiencing due to the increasing number of Distributed Generation (GD) units, have inevitably resulted in the effective rupture of the traditional way of controlling and operating the electrical system. The large-scale connection of GD units imposes on energy utilities many technical, economic and regulatory challenges necessary to preserve the continuity and the Electric Power Quality (EPQ) level on the grid. In addition to the benefits that justify the investment, GD systems have some negative impacts to the electrical system, among them, the harmonic generation and Direct Current (DC) injection on the grid, and its effects in the power transformers. The increase of a DC flow component in the secondary winding changes the standard and efficient operational point of the transformer, causing damage not only to its lifespan but also to its functionality on the grid. This condition favors the additional harmonics generation and propagation in the feeder system, adversely affecting the electrical system, being this analysis an original contribution of this work. In this way of thinking, it is considered with great relevance the study of the equipment behavior designed to operate essentially with signals in alternating current (AC) and simultaneously subjected to excitations with direct current (DC). Whereas the objective of analyzing not only the effect but also the cause of the double excitation, this thesis ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by RARISON ROBERTO ACACIO FORTES null (rarisonfortes@yahool.com) on 2016-05-05T14:43:06Z No. of bitstreams: 1 RFortes.pdf: 3576878 bytes, checksum: 1f31f85eeeb5bf64f3b8b9781d51941c (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-09T13:45:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fortes_rra_me_ilha.pdf: 3576878 bytes, checksum: 1f31f85eeeb5bf64f3b8b9781d51941c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T13:45:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fortes_rra_me_ilha.pdf: 3576878 bytes, checksum: 1f31f85eeeb5bf64f3b8b9781d51941c (MD5) Previous issue date: 2016-03-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Acre (FAPAC) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Como os sistemas de energia têm sido tradicionalmente projetados para produção centralizada, a penetração de sistemas de geração distribuída na rede tem causado mudança nesse perfil, criando novos desafios operacionais que se fazem importantes para a reestruturação dos sistemas tradicionais. No entanto, este novo cenário do sistema elétrico, introduzido pela resolução 482/2012 da Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, trouxe às distribuidoras de energia um novo panorama para as atividades de operação e manutenção de suas redes e ativos, principalmente devido à bidirecionalidade do fluxo de potência na rede, originado pela conexão de sistemas de geração distribuída. Os impactos técnicos devem ser previstos e analisados, sobretudo em redes de distribuição, para garantir os padrões mínimos de qualidade da energia no ponto de consumo e evitar o comprometimento das cargas alimentadas. Dentre os impactos, destaca-se o efeito sobre os bancos de capacitores devido à injeção de distorções harmônica produzida pelos inversores de sistemas fotovoltaicos, que sob certas condições, produzem conteúdo harmônico com nível acima do limite normatizado, podendo excitar uma condição prévia de ressonância no barramento. Neste contexto, esta dissertação tem como principal objetivo analisar o comportamento do sistema elétrico em condição de ressonância paralela e avaliar o grau de comprometimento dos bancos de capacitores instalados no sistema de distribuição com presença de frequências harmônicas e sugerir rotinas técnicas para evitar sua operação contingenciada. / As energy systems have been traditionally projected for centralized production, the penetration of distributed generation systems have caused a change in this profile, creating new operational challenges that are important for traditional systems restructuring. However, this new electrical system scenario, introduced by resolution 482/2012 of Brazilian Electricity Regulatory Agency – ANEEL, brought to energy distributors a new view to the operational and maintenance activities of their nets and actives, specially due to the net power flow bidirectionality, created by the distributed generation systems connection. Technical impacts must be estimated and analyzed, specially in distribution nets, to ensure minimum energy quality standards in the consumption point and avoid fed charges commitment. Among the impacts stands out the capacitor bench effects due to harmonic distortions injection produced by photovoltaic systems inverters, that under some conditions, produce harmonic content over the regulated limit, being able to excite a preview condition of resonance in the bus. In this context, this essay has the main objective to analyze the electrical system behavior in parallel resonance condition and evaluate the degree of commitment of the capacitor bench installed in the distribution system with harmonic frequencies and suggest technical routines to avoid the contingent operation. / FAPAC: 6068-14-0000093