Orientador: Carlos Alberto Canesin / Coorientador: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Júlio Borges de Souza / Banca: Fernando Pinhabel Marafão / Resumo: O referente trabalho de mestrado tem por finalidade avaliar as principais metodologias para o cálculo da energia elétrica, focado na Energia reativa, o qual, até o presente momento, não há um consenso geral entre os pesquisadores, referente ao melhor método para a determinação deste tipo de energia elétrica, considerando que as tensões e correntes são não-senoidais e desequilibradas. Neste contexto, varias abordagens de cálculo de potências elétricas presentes na literatura serão apresentadas, com seus respectivos métodos de cálculo e quais fatores cada uma leva em consideração, como também serão abordadas as características e o contexto em que foram desenvolvidas. As teorias serão posteriormente confrontadas entre si através de simulações por meio de alguns perfis de tensão e corrente devidamente selecionados a fim de avaliar os valores calculados pelas mesmas. Posteriormente, as teorias serão comparadas com medidores comerciais eletrônicos de energia, além de um preciso analisador de energia, o qual considera em seu cálculo, harmônicos e desequilíbrios nas tensões e correntes. Esta proposta experimental visa avaliar o erro dos cálculos referente ao padrão IEEE std. 1459, levando em consideração cada cenário de tensão e corrente (harmônicos e/ou desequilíbrios) imposto, tendo assim uma boa forma de comparação. O esforço deste trabalho visa evidenciar um comparativo entre as teorias, levando em consideração os valores medidos por medidores eletrônicos presentes na atualidade, os quais se acreditam não levar em consideração tensões não senoidais e desequilibradas. Portanto, tais métodos de calculo, considerando o cenário de ensaio proposto pelo trabalho, poderão futuramente estar presentes nos medidores eletrônicos para o correto cálculo da Energia elétrica reativa, frente ao cenário e condições atuais e futuras do Sistema de Energia elétrica / Abstract: The related work aims to assess the main methodologies for the calculation of electric energy, focused on reactive power, which, until now, there is a general consensus among researchers regarding the best method for the determination of this type power, considering that the voltages and currents are non-sinusoidal and unbalanced. In this context, various approaches for calculating electric power present in the literature will be presented with their respective method of calculation and which factors each takes into account, as well as will discuss the characteristics and the context in which they were developed. The theories will be confronted then with each other through simulations using some current and voltage profiles selected in order to properly evaluate the values calculated for the same. Later, the theories will be compared with commercial electronic energy meters, and a precise energy analyzer, which includes in its calculation, harmonics and imbalances in the voltages and currents. This proposal aims to assess the experimental error of the estimates for the IEEE Std. 1459, taking into account each scenario voltage and current (harmonics and / or imbalances) tax, and thus a good way of comparison. This work effort aims to show a comparative between the theories, taking into account the values measured by electronic meters present today, which are believed not to take into account non-sinusoidal and unbalanced voltages. Therefore, such methods of calculation, considering the scenario proposed by the test work, may be present in future electronic meters for the correct calculation of Reactive Electrical Power, against the backdrop and current conditions and future of Electric Power System / Mestre

Resumo: Com a necessidade de atender com qualidade a crescente demanda por energia eletrica, com poucas interrupcoes e com níıveis de tensao satisfatorios, e tendo em vista as restricoes ambientais existentes, que dificultam a implantacao de novos recursos aos sistemas de transmissao, como linhas, usinas, subestacoes, etc., as empresas de transmissao tem buscado otimizar os recursos existentes, operando os sistemas com menos folga o que, em alguns casos, pode ocasionar pequenas sobrecargas nas linhas. Nas estruturas atuais de operacao, acoes corretivas usualmente aplicadas ao alıvio dos sistemas de transmissao, como alteracoes nos nıveis de geracao e corte de cargas, fazem parte das atribuicoes do operador do sistema e estao fora do escopo de acao das empresas transmissoras que podem, contudo, alterar as condicoes de operacao de seus dispositivos, como transformadores, compensadores, etc. Neste trabalho e apresentada uma proposta para o alıvio de pequenas sobrecargas em redes de transmissao com base no controle do fluxo reativo das linhas. As acoes corretivas sao determinadas com base na linearizacao dos parametros do sistema em torno de seu ponto de operacao inicial, solucionando-se um problema de programacao linear (PL) cuja funcao objetivo a ser minimizada e o produto entre o custo dos servicos de suporte de reativos prestados pelos dispositivos e o desvio do sistema de seu ponto de operacao inicial. Haja vista a grande quantidade de dispositivos instalados no sistema que podem fornecer servicos de suporte de reativos e que problemas relativos a potencia reativa sao solucionados localmente, e possıvel reduzir a quantidade de dispositivos "candidatos" a realizacao das acoes corretivas e, consequentemente, o numero de variaveis e restricoes no PL a ser solucionado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The growing demand for electric power associated with the environmental limitations imposed to the expansion of power systems hamper the installation of new facilities, such as transmission lines, substations and power plants, and leads the transmission companies to optimize the existing resources. In consequence, transmission systems operate closer to their boundaries and small overloads may surge. In the deregulated operating environment, the standard overload relief procedures, based on generation redispatch and load shedding, are in charge of the system operator and cannot be performed by the transmission companies, which can, otherwise, modify the control parameters of the transmission system devices, such as transformers, shunt compensators, etc. An overload relief procedure based on reactive power control applicable to small disturbances is presented in this paper. The corrective actions are determined by linearizing the system parameters around the initial operating point and solving a linear problem (LP), that minimizes the product between the total cost of the reactive power support provided by the devices and the deviation of the system from its initial operating point. Considering that reactive sources are spread over the whole system and the solution for reactive power problems can be found locally, the set of devices to be applied for the corrective actions can be reduced and, consequently, the number of variables and constraints to be added to the LP problem. To accomplish that, linear sensitivity factors which relate the reactive flow variation in the overloaded line to the devices' control parameters are applied and the "n" most effective devices to mitigate the overloads can be determined. In many market structures reactive power support is a mandatory service and, in some cases, it is not remunerated. However, despite the low cost of production of reactive power... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Coorientador: Javier Contreras Sanz / Banca: Percival Bueno Araújo / Banca: Dilson Amancio Alves / Banca: Eduardo Nobuhiro Asada / Banca: Madson Cortes de Almeida / Doutor