Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-02T16:52:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-02T16:52:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-02T16:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O tema qualidade de energia elétrica é amplamente pesquisado no meio científico.Diversos fenômenos que afetam a qualidade da energia, e suas consequências, têm sido investigados. Quando se trata de qualidade de energia envolvendo a operação de um sistema fotovoltaico conectado à rede, a preocupação principal é com a operação do inversor, equipamento esse responsável por fazer a interface do gerador fotovoltaico com a rede. A inserção da geração fotovoltaica na rede elétrica requer atenção acerca de certos fatores como a alteração da curva de carga de unidades consumidoras, bem como a elevação nos níveis de tensão, a presença de componentes harmônicas no sinal de corrente da saída do inversor e a variação do fator de potência da unidade consumidora. Este trabalho tem por objetivo realizar testes e avaliar alguns dos aspectos que podem influenciar a qualidade da energia com a inserção de geração fotovoltaica na rede de distribuição, mas também associado com o perfil de demanda do consumidor. Para isso utilizou-se quatro sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR), bem como foi montada uma bancada de testes e aquisição de dados para monitorar a operação desses sistemas. Neste trabalho é possível observar que a operação dos SFCR provoca alterações nos níveis de tensão no ponto de acoplamento comum, bem como a interação SFCR e carga causa alterações no perfil de demanda medido pela rede, implicando em uma distorção harmônica total na corrente (THDi) e FP medidos pelo lado da rede, diferentes dos medidos na carga e na saída do inversor. Observou-se que o SFCR pode contribuir tanto para o aumento como para a redução da THDi vista pela rede elétrica local, onde a maior contribuição para distorção harmônica na corrente entregue pela rede está atrelada ao perfil de demanda da carga. / Power quality has been widely researched. Several phenomena that affect power quality, and its consequences, have been investigated. When the power quality theme involves the operation of a grid-connected photovoltaic system, the main concern is about the operation of the inverter, which is responsible for the interface of the photovoltaic generator with the grid. The introduction of photovoltaic generation in the grid requires attention on certain factors such as changes in the load curve, voltage level, harmonic components in the inverter current and variation on the power factor (PF) of the costumer. This work aims to test and evaluate some aspects that may influence the power quality due to the insertion of photovoltaic generation in the grid, associated whit the load demand. Four grid-connected photovoltaic systems were used to develop this work, as well as a data acquisition bench that was set up to monitor the operation of these systems. In this work it is possible to conclude that the operation of photovoltaic systems causes changes in the voltage level at the point of common coupling. Also, the interaction between photovoltaic systems and loads causes changes in the load profile measured by the side of the grid, causing the total harmonic distortion in the current (THDi) and PF measured at this side to be different from those measured at the loads and photovoltaic sides. It is possible to observe that the grid-connected photovoltaic system can contribute to increase or reduce the THDi seen by the local grid, where the greatest contribution of harmonic distortion in the current delivered by the grid is associated to the demand profile of the load.

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Resumo: Nesta tese é apresentado o desenvolvimento inédito de um equipamento de medição de parâmetros de qualidade de energia elétrica embarcado em um dispositivo FPGA, incorporando funcionalidades que o caraterizam como medidor inteligente. Dessa forma, obteve-se uma plataforma capaz de realizar monitoramento e verificação, em tempo real, do comportamento de sistemas de energia elétrica quando estes operam em condições de desequilíbrio, desbalanços, assimetria nos ângulos de defasagem e presença de componentes harmônicas, impostas pelo comportamento das cargas e/ou pelas tensões de alimentação do sistema. Para isso, foram empregadas as metodologias de cálculos de potência definidas pelo padrão IEEE 1459-2010 e a Teoria da Potência Conservativa. Técnicas de processamento digital de sinais são aplicadas para a descrição dos módulos de sincronismo e janelamento, baseados na norma NBR-IEC-61000-4-30:2010, assim como filtros digitais e deslocadores de fase adaptativos para a extração das componentes fundamentais e componentes fundamentais de sequência positiva. Adicionalmente, são detalhados todos os estágios relacionados com o condicionamento e amostragem dos sinais elétricos, cálculos de potência, cálculo de harmônicos, interface de usuário, acesso aos dados e comando para desconexão/religamento de cargas remotas. Os resultados experimentais obtidos em um sistema trifásico a 4 fios, para diferentes cenários de operação, incluindo a presença de elementos de geração distribuída, evidenci... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this thesis, the development of a novel power quality equipment embedded in an FPGA device, incorporating smart-metering features, is presented. Thus, a platform capable of real-time monitoring and verification of power systems operating under sinusoidal, non-sinusoidal, balanced and / or unbalanced conditions, was obtained. For this purpose, power calculation methods defined by both the IEEE 1459-2010 standard and the Conservative Power Theory (CPT) are reviewed and implemented. Based on NBR-IEC-61000-4-30: 2010 standards, digital signal processing techniques for the synchronization and windowing tasks, as well as, adaptive digital filters and adaptive phase shifters for obtaining the extraction of fundamental components as well as the positive-sequence fundamental components, are applied. Likewise, the complete developed stages regarding conditioning and sampling of electrical signals, power calculations, harmonic component calculations, graphical user interface, remote data access, and disconnection/reconnection commands for remote loads, are detailed. The experimental results obtained from a three-phase 4-wire system, under several operations scenarios, including the presence of distributed generation (DG) elements, highlight the advantages of the implemented methodologies, when compared with commercial power quality analyzers, which use traditional definitions of power quantities. / Doutor

Essa pesquisa propõe abordar o problema da alocação de medidores em sistemas de distribuição, de forma a reduzir os custos, garantindo o monitoramento dos distúrbios que afetam a qualidade da energia elétrica, mas também de obter alocações de medidores que facilitem a localização do curto-circuito. O problema de otimização é formulado por meio da programação linear inteira e resolvido por meio de algoritmos adequados para implementar cada modelagem matemática. São considerados sistemas testes com diferentes características, com destaque para a presença de linhas monofásicas e/ou bifásicas, linhas heterogêneas e geradores distribuídos acoplados na rede de distribuição principal. O problema de otimização clássico (reduzir custos garantindo o monitoramento) é retomado e é proposta uma modelagem mais geral, aplicável também a sistemas de distribuição com a presença de ramais monofásicos e/ou bifásicos. A parte da modelagem voltada para o problema da localização de faltas visa à redução das situações de múltipla estimação do local da falta, caracterizadas pela existência de múltiplos pontos no sistema com a mesma distância elétrica até a subestação. Esses dois modelos foram resolvidos separadamente, como dois problemas de otimização mono-objetivo, e em conjunto, sendo portanto, um problema multi-objetivo. As instâncias testadas incluem conjuntos de faltas de todos os tipos, simuladas ao longo das linhas do sistema, considerando a variação da impedância de falta. Os resultados apresentaram soluções de monitoramento para os dois sistemas testes considerados contendo entre 2 e 7 medidores. As soluções alcançadas são atrativas para a concessionária, pois requerem baixo custo de investimento e manutenção dos equipamentos e da infraestrutura de comunicação. A metodologia proposta apresentou alocações dispostas estrategicamente que garantem o monitoramento da qualidade da energia elétrica e minimizam o problema da múltipla estimação da falta, possibilitando o seu uso como suporte a um sistema localizador de faltas. / This research proposes to address the monitors allocation problem in distribution systems, aiming to reduce costs, ensuring the monitoring of disturbances affecting the power quality, but also to obtain monitoring systems that facilitate the process of fault location. The optimization problem is formulated through integer linear programming and solved by suitable algorithms for each mathematical modeling. Test systems with different characteristics, emphasis on the presence of single-phase and/or biphasic lines, heterogeneous lines and distributed generators were considered. The classic optimization problem (reduce costs by ensuring disturbance monitoring) is covered and a more general modeling is proposed, also applicable to distribution systems with the presence of single-phase and/or biphasic branches. The process of fault location is supported through the reduction of the multiple estimation of fault location, characterized by the existence of multiple points in the system with the same electrical distance to the substation. These two models were solved separately, as two mono-objective optimization problems, and together, in a multi-objective perspective. The tested instances include sets of faults of all types, simulated along the lines of the system, considering the fault impedance variation. The results presented monitoring solutions for the two test systems considered containing between 2 and 7 meters. The solutions achieved are attractive to the utility, as they require low investment and maintenance costs for equipment and communication infrastructure. The proposed methodology presented allocations strategically placed that guarantee the power quality monitoring and minimize the multiple estimation problem, allowing its use as support to a faults locator system.

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 Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:12:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ProjetoMulticriterioFiltros.pdf: 1414471 bytes, checksum: 7d388f992f1bc71d8192a0db3f3a5064 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-15T12:17:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ProjetoMulticriterioFiltros.pdf: 1414471 bytes, checksum: 7d388f992f1bc71d8192a0db3f3a5064 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-15T12:17:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ProjetoMulticriterioFiltros.pdf: 1414471 bytes, checksum: 7d388f992f1bc71d8192a0db3f3a5064 (MD5) Previous issue date: 2013 / Devido ao auge do crescimento industrial na Região Norte e, em especial, o Pólo Industrial de Manaus (PIM), são necessários obter ferramentas matemáticas que facilitem ao especialista tomar decisões sobre a seleção e dimensionamento dos filtros harmônicos que proporcionam neutralizar os efeitos prejudiciais dos harmônicos gerados pelas cargas não lineares da indústria e alcançar conformidade com os padrões das normas de qualidade de energia correspondentes. Além disso, como os filtros harmônicos passivos têm a capacidade de gerar potência reativa à rede, estes meios são eficazes compensadores de potência reativa e, portanto, podem conseguir uma economia significativa no faturamento de energia elétrica consumida por essas instalações industriais. Esta tese tem como objetivo geral desenvolver um método matemático e uma ferramenta computacional para a seleção da configuração e parâmetros do projeto de um conjunto de filtros harmônicos passivos para sistemas elétricos industriais. Nesta ótica, o problema de otimização da compensação de harmônicos por meio de filtros passivos foi formulado como um problema multiobjetivo que considera tanto os objetivos da redução da distorção harmônica como da efetividade econômica do projeto considerando as características das tarifas brasileiras. Todavia, a formulação apresentada considera as restrições relevantes impostas pelas normas brasileiras e estrangeiras. A solução computacional para este problema foi conseguida, usando o algoritmo genético NSGA-II que determina um conjunto de soluções ótimas de Pareto (Fronteira) que permitem ao projetista escolher as soluções mais adequadas para o problema. Por conseguinte, a ferramenta computacional desenvolvida tem várias novidades como: não só calcula os parâmetros que caracterizam os filtros, como também seleciona o tipo de configuração e o número de ramos do filtro em cada barra candidata de acordo com um conjunto de configurações pré-estabelecidas; têm implementada duas normas para a avaliação das restrições de qualidade de energia (Prodist-Módulo 8 e IEEE 519-92) que podem ser selecionadas pelo usuário; determina soluções com bons indicadores de desempenho para vários cenários característicos e não característicos do sistema que permitem a representação das as variações diárias da carga; das variações dos parâmetros do sistema e dos filtros; avalia o custo das contas de energia numa rede elétrica industrial que tem diferentes condições de operação (cenários característicos); e avalia o efeito econômico de filtros de harmônicos como compensadores de potência reativa. Para desenvolver a ferramenta computacional adequada desta tese, foi empregado um modelo trifásico em coordenadas de fase para redes de energia elétrica industriais e de serviços onde foram feitos vários programas utilizando várias ferramentas computacionais adicionais. Estas ferramentas compreendem um programa de varredura de freqüência, um programa do fluxo de harmônicos por injeção de correntes e um programa de fluxo de potência à freqüência fundamental. Os resultados positivos desta tese, a partir da análise de vários exemplos práticos, mostram as vantagens do método desenvolvido. / Due to the importance of the industrial growth in the North and in particular the Industrial Pole of Manaus (PIM), it is important to have mathematical tools that facilitate the expert decisions on the selection and sizing of harmonic filters needed to neutralize the harmful effects of harmonics generated by nonlinear loads of industry and achieve compliance with the power quality standards. Moreover, as the passive harmonic filters have the capacity to generate reactive power to the network, they are effective compensating reactive power means and therefore can achieve significant savings in sales of electric energy consumed by these industrial facilities. This thesis aims to develop a mathematical method and a computational tool for the selection of the configuration and the design parameters of a set of passive harmonic filters for industrial electrical systems. In this direction, the optimization problem of compensation of harmonics through passive filters is formulated as a multi-objective problem that considers both the goals of reducing harmonic distortion as the economic effectiveness of the project considering the characteristics of the Brazilian system of tariffs. Moreover, the presented formulation considers relevant restrictions imposed by the national and foreign standards. A computational solution to this problem was achieved using the NSGA-II genetic algorithm which determines a set of Pareto optimal solutions (Frontier) that enable the designer to choose the most appropriate solutions to the problem. Furthermore, the computational tool developed has several new features as: not only calculates the parameters that characterize the filters, but also selects the type of configuration and the number of branches of the filter in each candidate bus according to a set of predetermined settings; has implemented two standards for assessing the constraints of power quality (Prodist Modulo-8 and IEEE 519-92) that can be selected by the user; determines solutions with good performance indicators for various characteristic and non-characteristic scenarios of the system that allow to represent: the daily variations of the load as well as the variations of system parameters and filters; evaluates the cost of energy bills in a grid that has different industrial operating conditions (characteristic scenarios) and assesses the economic effect of harmonic filters as reactive power compensators. To develop the computational tool of this thesis, it was used a phase-coordinates model for the electric power grids of industrial and services installations to program additional computational tools. These tools comprise a frequency scan program, a harmonic power flow program for the harmonic current injection method and a fundamental frequency power flow program. The positive results of this thesis, from the analysis of several practical examples show the advantages of the developed method.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2012-03-05T17:10:33Z No. of bitstreams: 2 Tese_Raimundo_Machado(DisEngEl2006).pdf: 1575420 bytes, checksum: ba6be75f831b6d7221f5c885c4892df2 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho(irvana@ufpa.br) on 2012-03-05T17:12:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese_Raimundo_Machado(DisEngEl2006).pdf: 1575420 bytes, checksum: ba6be75f831b6d7221f5c885c4892df2 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-05T17:12:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_Raimundo_Machado(DisEngEl2006).pdf: 1575420 bytes, checksum: ba6be75f831b6d7221f5c885c4892df2 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2006 / A análise de ocorrências no sistema de energia elétrica é de fundamento mportância para uma operação segura, e para manter a qualidade da energia elétrica lornecida aos consumidores. As concessionárias do setor de energia elétrica usam equipamentos, chamados registradores de perturbação (RP's), para monitora diagnosticar problemas nos sistemas elétrico e de proteção. As formas de onda normalmente analisadas nos centros de operação das concessionárias, são aquelas geradas por eventos que quase sempre causam a aocrtul je linhas devido a operação dos relés comandados pelos dispositivos de proteção .Contudo, uma grande quantidade de registros armazenados que podem conte informações importantes sobre o comportamento e desempenho do sistema elétricl jeixa de ser analisada. O objetivo desse trabalho é usar os dados disponíveis nos centros de ontrole, operação das concessionárias de energia elétrica obtidos pelos RP's, para classificar e quantificar de forma automática sinais que caracterizem problemas de qualidade da energia, quanto a variações de tensão de curta duração: afundamentos, elevações e interrupções. O método proposto usa a transformada wavelet para obter um vetor característico para as tensões das fases A, B e C, e uma rede neural probabilística para classificação. Os sinais classificados como apresentando variações de curta duração são quantilicados quanto a duração e amplitude, usando-se as propriedades da análise nultiresolução da decomposição do sinal. Esses parâmetros, então, irão formar uma Jase de dados onde procedimentos de análise estatística podem ser usados para gerar relatórios com as características da qualidade da energia. Os resultados obtidos com a metodologia proposta para um sistema real são também apresentados. / The analysis of occurrences in electric power systems is of fundamental importance for secure operation of the system, and to maintain quality of the electric energy supplied to the consumers. The electric power utilities use equipments called disturbance registers (DR’s) for monitoring and diagnose of problems in the electric and protection systems. The waveforms usually analyzed in the electric power utilities operation centers, are those generated by events that usually cause the opening of lines due to circuitbreakers operation commanded by the protection devices. However, a great amount of stored data that can contain important information on the behavior and the performance of the system is not analyzed. The proposal of this work is to use the available data in electric power utilities control and operation centers obtained from DR’s equipments, to classify and quantify of automatic form signals that characterize power quality problems, such as, short duration voltage variations: sags, swells and interruptions. The proposed method uses wavelet transform to obtain a characteristic vector for voltages in phases A, B and C, and a probabilistic neural network is used for classification. The classified signals as presenting short-duration variation are quantified for duration and magnitude of the event, using the multiresolution decomposition signal analysis properties. Those parameters, then, will form a database where statistical procedures of analysis can be used to prepare reports regarding power quality features. The results obtained with the application of this proposed methodology to a real system are also presented.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-03-27T12:32:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thaissa de Melo Cesar - 2018.pdf: 17977918 bytes, checksum: aef850db04513a76a546a025583e8e42 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-03-27T14:27:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thaissa de Melo Cesar - 2018.pdf: 17977918 bytes, checksum: aef850db04513a76a546a025583e8e42 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T14:27:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thaissa de Melo Cesar - 2018.pdf: 17977918 bytes, checksum: aef850db04513a76a546a025583e8e42 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a study on the application of the wavelet transform in the monitoring and analysis of the power quality and in the detection of islanding conditions in distributed generation systems, addressing a grid connected photovoltaic system as a case study. Initially, an introduction about distributed generation systems, standards and requirements for operation was made. Next, the concepts and parameters related to electric power quality and islanding conditions are presented. Then a review of the wavelet transform is presented, showing the concept of multiresolution analysis and the main applications in the topic addressed. The wavelet transform is an important contribution to time-frequency localization methods for the analysis of transient signals. A multiresolution analysis was proposed through the discrete wavelet transform for voltage analysis at the common coupling point between the generation system and the electric grid. The standard deviation and the variation of the details coefficients of the wavelet transform were used for the detection and classification of disturbances. In the application of the method, pure sine-wave voltages with different types of disturbances were considered: voltage sag, voltage sweel, interruption, oscillatory transients and noise. And three cases of dynamic island detection were simulated with a grid connected photovoltaic system. The results obtained are presented and discussed for validation of the wavelet transform application in the analysis of grid connected photovoltaic systems. / Este trabalho apresenta um estudo sobre a aplicação da transformada wavelet no monitoramento e análise da qualidade da energia elétrica e na detecção de ilhamento em sistemas de geração distribuída, abordando como estudo de caso um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica. Inicialmente é feita uma introdução sobre os sistemas de geração distribuída, as normas e requisitos para operação. Em seguida são apresentados os conceitos e parâmetros relativos à qualidade de energia elétrica e condições de ilhamento. Depois é mostrada uma revisão da transformada wavelet, apresentando o conceito de análise multirresolução e as principais aplicações no tema abordado. A transformada wavelet é uma importante contribuição para métodos de localização tempo-frequência na análise de sinais transitórios. Foi proposta uma análise multirresolução através da transformada wavelet discreta para análise da tensão no ponto de acoplamento comum entre o sistema de geração e a rede. O desvio padrão e a variação dos coeficientes de detalhes da transformada foram utilizados para a detecção e a classificação dos distúrbios. Na aplicação do método, foram consideradas tensões senoidais puras e com diferentes tipos de distúrbios: afundamento, elevação, interrupção, transitórios oscilatórios e ruídos. E foram simulados três casos de detecção de ilhamento dinâmica em um sistema fotovoltaico conectado à rede. Os resultados obtidos validam a proposta de aplicação da transformada wavelet na análise de sistemas fotovoltaicos conectados à rede.

A Qualidade da energia elétrica é caracterizada pela disponibilidade da energia através de uma forma de onda senoidal pura, sem alterações na amplitude e freqüência. No entanto situações transitórias em sistemas de potência são comuns e estas podem provocar inúmeras interferências indesejáveis. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver um algoritmo para detectar, localizar no tempo e classificar diversos distúrbios que ocorrem no sistema elétrico através da aplicação da transformada wavelet (TW). Foi realizado um estudo teórico desde a origem até os recentes avanços sobre a TW. Para a detecção e localização no tempo foi utilizada apenas a TW. Com relação à classificação foram comparadas três ferramentas matemáticas: TW, TRF (Transformada Rápida de Fourier) e RNA (Redes Neurais Artificiais). Através do software ATP (Alternative Transients Program) foi modelado um sistema de distribuição, cujas características seguem um sistema real. Todos os distúrbios de tensão gerados e analisados puderam ser detectados e localizados no tempo através da técnica de análise multiresolução. Em relação à classificação, foi realizada uma comparação entre a TW, a TRF e RNA com resultados satisfatórios, destacando dentre elas a TRF e a RNA. Pode-se concluir que os resultados obtidos através do algoritmo mostraram-se eficientes tanto no aspecto da detecção, localização e classificação, assim como na estimação da amplitude do distúrbio e da duração do distúrbio. / A perfect power supply would be one that is always available, maintaining the supply voltage and frequency within certain limits, and supplying pure noise free sinusoidal waveform. Nevertheless, transient events are usual in power systems, resulting in several interferences. The purpose of this study is for detecting, locating in time and to classifying with wavelet transform (WT) several disturbances that occur on power systems. A WT theoretical revision, referring to the first mention in wavelet up to the recent research advances is presented. Only WT was used in order to detect and locate in time the power system disturbances. For classification, three mathematical tools were compared: WT, FFT (Fast Fourier Transform) and ANN (Artificial Neural Networks). A distribution System, with identical characteristics as the real distribution system, was performed with ATP software (Alternative Transients Program). The results showed that multiresolution analysis technique is able to detect and locate all the generated and analyzed voltage disturbances. For classification the results were similar for the WT, FFT and ANN, however FFT and ANN results presented a better performance. The results conclude that the WT algorithm is efficient at detecting, localizing and classifying power system disturbances, as well as, at estimating the amplitude and duration of the voltage disturbance.

Com o surgimento das novas tecnologias aplicadas aos equipamentos e arranjos geométricos das fontes renováveis de energia, o sistema de aterramento passou a operar com correntes de várias frequências, diferentes da componente fundamental. Estas correntes são provenientes das novas cargas não lineares conectadas e das condições de falta, tornando mais difícil a equipotencialização do sistema de aterramento, devido, principalmente, ao seu tamanho e sua geometria. Neste cenário, esta pesquisa tem como objetivo o estudo do comportamento de um sistema de aterramento operando na presença de correntes com distorção harmônica. Para a modelagem do sistema de aterramento teste, foi utilizada a teoria de linhas de transmissão, considerando parâmetros distribuídos, pela qual o condutor foi modelado em porções ao longo de seu comprimento. Para a modelagem e análise do sistema de aterramento foram utilizados o programa ATP (Alternative Transients Program) e uma ferramenta computacional comercial, com o intuito de validar os valores da resistência da malha de aterramento observados. Pelos resultados encontrados, têm-se argumentos para alertar os projetos futuros de sistemas de aterramento para a necessidade e uma melhor análise das situações operacionais passíveis de ocorrência no sistema elétrico que venham a apresentar uma composição harmônica diferente e não desprezível em relação ao componente fundamental. / With the rise of new technology applied to devices and geometric arrangements related to renewable energy sources, grounding systems have started to operate with currents of multiple frequencies, deviating from its fundamental component. These currents come from the connection of new nonlinear loads and fault conditions, which makes the equipotential bonding harder for the grounding system, mainly due to its size and geometry. In this scenario, this research aims to study the behavior of a grounding system operating in the presence of harmonically distorted currents. The transmission line theory was used to model the testing grounding system, based on distributed parameters, through which the conductor was modeled in increments along its length. For modeling and studying the grounding system, the ATP (Alternative Transients Program) and a commercial software tool were used in order to validate the resistance values observed in the grounding grid. Based on the results found, there are arguments to alert future grounding system projects about the need for a better assessment of operational scenarios likely to occur in the electrical system, which may display a different harmonic composition that is not negligible in relation to the fundamental component.

Esta pesquisa teve como objetivo o desenvolvimento de um algoritmo computacional capaz de diagnosticar as condições operativas de transformadores de potência. As variáveis tomadas como base para classificar as condições apresentadas se referem às usualmente empregadas pela lógica de proteção diferencial, ou seja, a corrente diferencial e o conteúdo harmônico presente nos sinais em análise. Além disto, foi também verificada a relação entre alguns dos fenômenos associados à falta de qualidade da energia elétrica originados pelos consumidores conectados no secundário e refletidos ao primário do transformador. O algoritmo desenvolvido utilizou-se da Transformada Wavelet e de técnicas de inteligência artificial (Lógica Fuzzy e Redes Neurais Artificiais), com o objetivo de inferir sobre os relacionamentos supracitados. Todos os testes para validação da metodologia proposta foram realizados dispondo de um sistema elétrico simulado no software ATP (Alternative Transients Program). Os resultados encontrados denotam que, frente às condições analisadas, correntes diferenciais e conteúdo harmônico indesejado podem vir a surgir, fazendo com que a lógica implementada venha a diagnosticar erroneamente a condição de operação enfrentada. Os resultados avaliam ainda a propagação destas condições do secundário para o primário do transformador em análise. / This research aimed to develop an algorithm able to diagnose the operating conditions of power transformers. The variables considered to classify the presented conditions were the normally used by differential protection logic, i.e., the differential current and the harmonic content in the signals in analysis. Moreover, the relationship between some phenomena associated to a poor power quality originated from consumers connected to the secondary and reflect to the primary side of the transformer was also verified. In order to infer the relationships above mentioned, the developed algorithm used the Wavelet Transform and artificial intelligence techniques (Fuzzy Logic and Artificial Neural Networks). All the tests applied to validate the proposed methodology were performed making use of the ATP (Alternative Transients Program). In face of the analyzed conditions, the results show that differential currents and undesired harmonic content can arise and the implemented logic will erroneously diagnose the operation condition addressed. The results also illustrate the propagation of these conditions from secondary to primary side of the analyzed transformer.