Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-07-04T15:02:14Z No. of bitstreams: 1 rafaeldepaivapontes.pdf: 2283859 bytes, checksum: b3ed61e125a30bbe054bb3183741ad41 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-07-06T14:23:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaeldepaivapontes.pdf: 2283859 bytes, checksum: b3ed61e125a30bbe054bb3183741ad41 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-06T14:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaeldepaivapontes.pdf: 2283859 bytes, checksum: b3ed61e125a30bbe054bb3183741ad41 (MD5) Previous issue date: 2018-03-21 / Este trabalho, realiza uma revisão da metodologia tradicional, de representação dos limites de geração de potência reativa, na solução do problema de fluxo de potência, em coordenadas polares, pelo método de Newton-Raphson. Apresenta uma nova modelagem para o tratamento destes limites, baseada em uma formulação full Newton do problema. Para tanto, utiliza-se um conjunto de chaves sigmoides, que incorporam novas equações à matriz Jacobiana, de acordo com a geração de potência reativa da barra. De forma a tornar o sistema possível e determinado, a geração de potência reativa, é tratada como uma nova variável de estado do problema, corrigida a cada iteração do método de Newton. A formulação proposta, utiliza duas chaves sigmoides para o tratamento dos limites de geração de potência reativa, em barras PV e, duas chaves, que consideram o procedimento de retomada do controle (conhecido como estratégia de backoff ), das barras que atingiram limites, caso necessário. Dessa forma, não há uma mudança explícita no tipo da barra, como na metodologia tradicional, e a dimensão da matriz Jacobiana é mantida constante. Neste trabalho, todo o equacionamento e formulação, foi desenvolvido através do programa Matlab, e os resultados foram validados, utilizando-se o programa de análise de redes – ANAREDE, versão acadêmica, disponibilizada pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL). São avaliados alguns sistemas benchmark IEEE e os resultados obtidos, demonstram a eficácia das formulações propostas. / This work, presents a review of the traditional methodology, of representing the limits of reactive power generation, in the solution of the power flow problem, in polar coordinates, by the Newton-Raphson method. Presents a new modeling for the treatment of these limits, based on a formulation full Newton of the problem. For this purpose, a set of sigmoid switches is used, to incorporate new equations to the Jacobian matrix, according to the generation of reactive power of the bus. In order to produce a system possible and determined, reactive power generation, is treated as a new problem state variable, corrected at each iteration of the Newton’s method. The proposed formulation, use two sigmoid switches for the tratment of reactive power generation limits, in PV buses and also, two switches, that consider the procedure of resumption of control (procedure known as backoff strategy), of the buses that reached some limit, if necessary. Thus, there is no explicit change in the bus type, as in traditional methodology, and the Jacobian matrix dimension is kept constant. In this work, all equation and formulation, were developed through Matlab software, and the results were checked, using the network analysis program – ANAREDE, academic version provided by Electrical Energy Research Center (CEPEL). Some IEEE benchmark systems are evaluated, and the results obtained, demonstrates the efficacy of the proposed formulations.

Orientadores: Takaaki Ohishi, Ricardo Menezes Salgado / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FrancoJunior_EdgarFonseca_M.pdf: 7364704 bytes, checksum: be747ce93528de5661be3b2b3bf77cbc (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Em um sistema de energia elétrica em corrente alternada, a geração, a transmissão e o consumo de energia elétrica são divididos em potência ativa e reativa. O planejamento, a operação e análise destes sistemas são baseados em estimativas futuras do consumo de energia, e neste contexto são importantes os modelos de previsão de carga ativa e reativa. Nesta dissertação são testados modelos de previsão de curto prazo para carga ativa e reativa utilizando modelos de redes neurais artificiais. Em particular, são implementados e testados várias metodologias de seleção de entradas. A seleção de um subconjunto apropriado de variáveis para a inclusão em um sistema é um passo vital no desenvolvimento de qualquer modelo. Isto é particularmente importante nos modelos de previsão como redes neurais artificiais, pois o desempenho do modelo final é fortemente dependente das variáveis de entrada utilizadas. Esta dissertação desenvolveu um modelo que dá suporte à integração de algumas técnicas de seleção (informação mútua e informação mútua parcial) tendo o intuito de facilitar a utilização destas, assim como a sua comparação quando aplicada a determinados problemas de previsão. Para os experimentos, foram trabalhados 3 barramentos (com faixas de demanda diferentes), sendo que para cada um utilizou-se da carga de potência ativa e reativa. Os resultados alcançados são dados em função do erro médio absoluto e do erro percentual médio absoluto; além dessas medidas, foi realizada uma análise sobre o fator de potência para os valores reais e previstos / Abstract: In a system of alternating current electricity, generation, transmission and consumption of electricity are divided into active and reactive power. The planning, operation and analysis of these systems are based on estimates of future energy consumption, and in this context are important predictive models of active and reactive load. This dissertation tested forecasting models for short-term active and reactive load models using artificial neural networks. In particular, are implemented and tested many methods of selection enters. The selection of an appropriate subset of variables for inclusion in a system is a vital step in the development of any model. This is particularly important in forecasting models such as artificial neural networks, due to the performance of the final model is strongly dependent on the input variables used. This dissertation developed a model that supports the integration of some techniques for selection (mutual information and partial mutual information) with the aim to facilitate the use of these, as well as, its comparison when applied to certain prediction problems. For the experiments have been worked 3 buses (with different ranges of demand), and for each one used the load active and reactive power. The results obtained are given in function of the mean absolute error and mean absolute percentage error; in addition to these measures, an analysis was made of the power factor for the actual and target values / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tavares_PauloHenrique_M.pdf: 5510911 bytes, checksum: 940c63e44cced59574e4dc9dcf86175e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem como principal objetivo utilizar diversos recursos de engenharia, para se avaliar a qualidade da energia de uma instalação elétrica, utilizando ferramentas de software para a expansão de uma planta industrial, avaliando-se as consequências da compensação de reativos e mitigação harmônica considerando-se a instalação de cargas não lineares. A dissertação foi dividida em tópicos, considerando a revisão de alguns conceitos de qualidade da energia elétrica, em especial as distorções harmônicas, sua interpretação, características, impactos sobre o sistema de potência, limites dos equipamentos elétricos às distorções, modelagem das cargas, tipos de filtros harmônicos, e a mitigação das perturbações harmônicas para atendimento às normas técnicas nacionais e internacionais. Também é abordada neste trabalho a expansão de uma instalação industrial considerando a compensação de reativos, as distorções harmônicas nas subestações de baixa até a alta tensão, projeto e implantação de filtros harmônicos sintonizados, visando atendimento às recomendações nacionais de fator de potência e de distorções harmônicas. Por fim, são comparados os resultados de simulações feitas utilizando o software PTW 32 com as medições em campo antes e após a instalação dos dois filtros harmônicos na barra de 11,9 kV, comprovando que os modelos matemáticos do software utilizados nas simulações de fluxo fundamental e harmônico, em regime permanente, apresentam resultados satisfatórios, bem como validando o dimensionamento do filtro harmônico sintonizado / Abstract: This work has as main goal to use various engineering resources, to evaluate the power quality of an electrical installation, using software tools to designing the expansion of an industrial plant, evaluating the consequences of reactive compensation and harmonic mitigation considering the installation of non-linear loads. The dissertation was divided into topics, considering the revision of some power quality concepts, especially the harmonic distortion, its interpretation, features, impact on power system, limits of the electrical equipments under the distortions, modeling of loads, harmonic filter's types, and the mitigation of the harmonic disturbances to comply with national and international technical standards. Also is addressed in this work the expansion of an industrial facility considering the reactive compensation, harmonic distortions in the low-voltage until high-voltage substations, the project, construction and implementation of two tuned harmonic filters, to meet the national recommendations of the power factor and harmonic distortions. Finally, the simulation's results using the PTW32 software are compared with the field measurements before and after the installation of the two harmonic filters on the 11.9 kV busbar, proving that the mathematical models used in the software for the fundamental and harmonic load flow's simulation, in steady state, present satisfactory results, as well as validating the design of the tuned harmonic filter / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho; Marcelo Gradella Villalva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:11:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ota_JoaoInacioYutaka_M.pdf: 7717643 bytes, checksum: c0a1a3d8391b140cd3113fbbbc0106b8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre filtro ativo de potência paralelo para sistema trifásico com quatro fios, discutindo técnicas de compensação e de controle de correntes. O estudo concentra-se no filtro ativo paralelo composto por um inversor do tipo fonte de tensão com quatro pernas. Com esta estrutura de conversor são realizados estudos e simulações em computador de estratégias de compensação de correntes harmônicas e de controle de correntes. São investigadas técnicas de controle repetitivo, ressonante e proporcional-integral. Os sistemas de controle de correntes são construídos com um algoritmo de modulação por largura de pulsos tridimensional com vetores espaciais, que é investigado em detalhes no trabalho / Abstract: This dissertation presents a study of three-phase four-wire shunt active power filter, discussing compensation and control currents techniques. The study focuses on the shunt active filter composed by a four-leg voltage source inverter. Using this converter structure studies about strategies for compensation of harmonic currents and current control are carried out through computer simulations. Repetitive, resonant and proportional-integral control techniques are investigated. The current control system is performed using an algorithm of three-dimensional space-vector pulse width modulation, which is investigated in detail in the work / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Bim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T12:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jacomini_RogerioVani_D.pdf: 15030828 bytes, checksum: 7c0af103e9c6a3a9527e3c25e4373e7e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Takaaki Ohishi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:39:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Modesto_SoniaAngelinaGarcia_D.pdf: 7966542 bytes, checksum: e394ce8619b189ec96e83326835c45df (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Esta tese trata do problema de planejamento da operação de curto prazo (operação diária) de reativos. A Cadeia de Planejamento do Setor Elétrico brasileiro inicia com um Planejamento de Longo Prazo, o qual considera a operação do sistema através de modelos equivalentes em um horizonte de cinco anos. Em seguida o Planejamento de Médio Prazo, utilizando um modelo individualizado para cada usina hidrelétrica e termelétrica, analisa a operação para um horizonte de um ano à frente. A próxima etapa é de Programação da Operação, a qual determina a operação do sistema para o horizonte de alguns dias à frente. Finalmente, a solução da Programação da Operação é utilizada pela operação em tempo real como uma referência operativa. Em todas estas etapas, as modelagens representam apenas a geração e transmissão de potência ativa (Modelo DC). Para a parte reativa não há planejamento. Neste estudo sobre a parte reativa, enfocou-se o aspecto das variáveis discretas, mais precisamente os taps dos transformadores. Supõe-se conhecido um despacho de geração ativa, dado pela Programação da Operação, e um despacho de potência reativa, obtido por exemplo através de um caso base, ou através de um modelo de fluxo de potência ótimo reativo. Inicialmente foi estudado o problema de despacho de reativos, o qual considera o operação em um dado instante de tempo (problema estático). Para este problema, foram desenvolvidos três abordagens. A primeira é uma metodologia híbrida combinando Algoritmos Genéticos (AG) e um modelo de Fluxo de Potência Ótimo (FPO). Nesta abordagem as variáveis discretas são tratadas através dos AG e cada indivíduo é avaliado através de um FPO. A vantagem desta metodologia é que esta determina conjuntamente as variáveis continuas (geração de potência ativa e reativa) e as variáveis discretas; a desvantagem é o elevado tempo computacional. Buscando diminuir o tempo de processamento, foram desenvolvidos duas outras metodologias, uma utilizando um método de Busca Local e a outra baseada em Busca Tabu. Em ambas as metodologias, o FPO foi substituído por um modelo de fluxo de potência não linear. O plano de operação reativa ao longo de um dia, aqui denominado prédespacho de reativos, visa estimar uma solução em termos do posicionamento dos taps para cada intervalo do dia, buscando obter um perfil de tensão mais adequado do ponto de vista operativo. A abordagem para o pré-despacho de reativos utiliza o modelo de despacho de reativos baseado em Busca Tabu, mas considera a solução obtida no intervalo anterior. Todas as metodologias utilizaram o sistema IEEE30 como sistema teste / Abstract: This thesis treats the short-term (daily operation) reactive operation planning. The Brazilian operation planning initially performs a long-term operation study. This planning uses a equivalent model representation and take into account a time horizon of five years. The next step is the mid operation planning, that uses a individual representation and considers one year operation. The last planning determines the short-term operation using a more detailed model, including transmission operation constraints through a linear model. Finally, this short-term planning is used as operational guidelines in the real time operation. The models used in these different planning represent only the active power generation and transmission. For reactive operation there are not planning. This study about reactive operation focused the discrete decision. More specifically, the taps are treated as discrete variables. The methodologies supposes that the active and reactive power generations are given. Initially, the reactive dispatch problem is treated, and three methodologies are developed. The first is a hybrid model, that combines a Genetic Algorithm approach with an Optimal Power Flow model. This methodology has the advantage to determine the active and reactive generations and discrete variables values; the inconvenient is the high computer time processing. Two others methodologies are developed in order to obtain more faster approach. One approach is based on Local Search and the other is based on Tabu Search. In both methodologies, the OPF model is substituted by a non-linear power flow. The proposed daily reactive operation planning aims to determines the taps position for each time interval, looking for a more operationally suitable voltage profile. This planning is based on the Tabu Search Reactive Dispatch model. All methodologies used the IEEE30 as test system / Doutorado / Automação / Doutora em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T07:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alcantara_MarcioVenicioPilar_M.pdf: 1100908 bytes, checksum: 0913d60c47bc87e4c67320408f6905af (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: É sabido que o maior volume de perdas ocorre nos sistemas de distribuição de energia elétrica. Capacitores shunt são largamente utilizados nos alimentadores primários dos sistemas de distribuição para compensar potência reativa e conseqüentemente obter melhor perfil de tensão, reduções das perdas de potência e energia, e aumento da capacidade da rede de distribuição em atender carga ativa. A decisão do local ótimo de instalação de bancos de capacitores corresponde a um problema de programação matemática combinatorial. A determinação da influência da modelagem da carga na solução do problema, a inclusão de objetivos técnicos relacionados ao controle de tensão, custos de operação e de manutenção, e perdas de potência e energia, resultando numa nova formulação multi-critério com critérios conflitantes para o problema, e a viabilidade da aplicação de algoritmos genéticos como método de solução dessa nova formulação justificaram o desenvolvimento desta pesquisa. A definição do problema, e o desenvolvimento de modelagens matemáticas podem ser encontrados na primeira parte do trabalho. Na segunda parte apresentam-se os métodos de resolução utilizados nesse trabalho, são eles: heurísticos, e um método meta-heurístico. Um dos métodos heurísticos utiliza fatores de participação reativos da teoria de estabilidade de tensão para resolução do problema. O método meta-heurístico é um algoritmo baseado em algoritmos genéticos que resolve a formulação matemática apresentada anteriormente. Os métodos são testados utilizando-se uma rede real de 70 barras. Efeitos de cargas dependentes da tensão no problema são avaliados / Abstract: It is well known that the major portion of active power losses happen in the electric power distribution feeders. Shunt capacitors are broadly used in the primary feeders to compensate reactive power and consequently to obtain better voltage profile, reductions of power and energy losses, and increase the distribution network capacity in supplying active power demand. The decision of the optimal capacitors banks installation corresponds to a combinatorial mathematical programming problem. The determination of the influence of the load modeling in the solution of the problem, the inclusion of technical objectives relating to voltage control, costs of operation and maintenance, and cost of power and energy losses, resulting in a new multi-criteria formulation with conflicting criteria to the problem, and the viability of the application of genetic algorithms as method of solution of that new formulation justified the development of this research. The definition of the problem and the development of mathematical models can be found in the first part of the work. In the second it is presented the resolution methods, they are: heuristic, and a meta-heuristic method. One of the heuristic methods uses reactive participation factors commonly applied for voltage stability analysis of power systems. The meta-heuristic method is an algorithm based on genetic algorithms that solve the mathematical formulation previously presented. The methods are tested by using a real network of 70 bars. Effects of voltage dependent loads in the problem are quantified / Mestrado / Energia / Mestre em Engenharia Elétrica

Der Ausbau dezentraler Energieanlagen wie fotovoltaischen Anlagen beeinflusst die Netzzustände signifikant. Dabei ist unsicher, wo und in welchem Maße deren Ausbau zukünftig erfolgt. Es ist nun an den Netzbetreibern gleichzeitig die aktuellen Herausforderungen zu meistern und die Netzplanung und -regelung für die Zukunft zu aktualisieren. Eine statistische Methode wird entwickelt, die Verteilnetzplanung unter Einsatz von quasi-stationär modellierten ”Smart Grid”-Lösungen wie Blindleistungsreglern und regelbaren Ortsnetztransformatoren ermöglicht. Durch Stichprobenverfahren werden Unsicherheiten wie Ort, Größe und Leistungsprofile der Energieanlagen in das Netzmodell eingebunden. Diese als probabilistischer Lastfluss bekannte Methode wird durch Gütemaße im Bereich geringer Kombination evaluiert. Beispiele probabilistischer Netzplanung werden an Netztopologien präsentiert. / Development of distributed energy units such as photovoltaic systems affects grid states significantly. It is uncertain, where and to what extent the development of these units is carried out in the future. It is now up to the distribution system operator to cope with todays grid challenges and to update grid planning and control for the future. A statistical method is developed, which incorporates quasi-stationary modeled ”smart grid” solutions such as reactive power controllers and on-load tap-changers. Uncertainties such as location, size and power profiles of energy systems are integrated into the grid model by sampling. This method is known as probabilistic load flow and is evaluated by quality measures at low combinations. Examples on probabilistic grid planning of different grid topologies are presented.

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The increasing penetration of wind power into the power system dominated by variable-speed wind turbines among the installed wind turbines will require further development of control methods. Power electronic converters are widely used to improve power quality in conjunction with the integration of variable speed wind turbines into the grid. In this thesis, a detailed model of the Predictive Current Control (PCC) method will be descripts for the purpose of control of the grid-connected converter. The injected active and reactive power to the grid will be controlled to track their reference value. The PCC model predicts the future grid current by using a discrete-time model of the system for all possible voltage vectors generated by the inverter. The voltage vector that minimizes the current error at the next sampling time will be selected and the corresponding switching state will be the optimal one. The PCC is implemented in Matlab/Simulink and simulation results are presented.