Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-22T04:24:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347150.pdf: 15393316 bytes, checksum: 0337a1e4e2671231490979eeaa23c6fa (MD5) Previous issue date: 2017 / Esta dissertação apresenta a análise, projeto e experimentação de dois novos inversores tipo Forward, conectados à rede elétrica, para aplicação em sistemas de geração renováveis. As duas topologias propostas diferem entre si, por meio da técnica de desmagnetização do transformador Forward. O primeiro inversor emprega enrolamento terciário para tal e foi concebido para ser aplicável a sistemas cujas potências variam entre 200 e 500 W. Já o segundo inversor utiliza a estrutura duplo-Forward, na qual a desmagnetização do núcleo ocorre pelo enrolamento primário. Estaestrutura utiliza um número maior de componentes, em contrapartida grampeia naturalmente as tensões sobre os semicondutores do primário. A segunda topologia foi concebida para potências que variam entre 500 W e 800 W. Ressalta-se que a proposta tem como objetivo preencher uma lacuna existente nessa faixa de potências, do ponto de vista de topologias inversoras consolidadas. Para cada conversor são feitas análises teóricas, baseadas nos estados topológicos, para em seguida, serem derivados os esforços e os principais equacionamentos além de dimensionar seus componentes. Também é desenvolvido no trabalho uma análise matemática para o projeto dos filtros de entrada (barramento capacitivo) e de saída (L, LC e LCL), sendo escolhido para implementação a estrutura LCL com amortecimento passivo. Por fim, é realizada a modelagem dos conversores orientada ao controle e o projeto de duas malhas, uma de corrente para a injeção de potência à rede e uma de tensão para a regulação do barramento de entrada. Dois protótipos foram projetados, construídos e testados, um de 300 W para a estrutura Forward com enrolamento terciário e outro de 500 W para a estrutura duplo-Forward. Ambos foram projetados para uma tensão de entrada de 85 V e conectados na rede elétrica de 110 Vrms. Os resultados experimentais corroboram o desenvolvimento teórico do trabalho, se apresentando em consonância com a normatização aplicável em termos de distorção harmônica e fator de potência. As topologias se apresentam como uma opção interessante para sistemas entre 200 W e 800 W, faixa de potência que a literatura ainda não apresenta uma solução consolidada.<br> / Abstract : This dissertation presents the analysis, design and experimentation of two novel grid-tie Forward type inverters to be applied in renewable generation systems. The two proposed topologies have as the main difference, the Forward transformer´s demagnetizing technique. The first inverter uses a tertiary winding and was thought to fit in systems which power varies between 200 W and 500 W. The second inverter uses the double-Forward structure, which the core demagnetization happens through the primary winding. This structure uses a higher number of components, in contrast, it naturally clips the primary semiconductor´s voltage. The second topology was thought to be applied in systems which power varying between 500 W and 800 W. The proposal has as main objective to fill a gap in this power range, from the consolidated inverters structures point of view. For each converter, theoretical analysis are done, based on the topological states to be derived, after, the efforts and the main equations, in order to design the components. It is also developed in this study a mathematical analysis to input (capacitive bus) and output filter design (L, LC and LCL), whereby the LCL with passive damping structure was chosen. Lastly, the converter´s control oriented modeling was performed and two loops were designed, one to control the grid injected current and other to regulate the input bus voltage. Two prototypes were designed, constructed and tested, one of 300 W for the Forward with tertiary winding and another of 500 W for the double-Forward. Both of them were designed to support an input voltage of 85 V and to be connected to a 110 Vrms grid. The experimental results confirm the theoretical development belong the study, being in consonance with the applicable standards in terms of total harmonic distortion and power factor. The topologies can be seen as an interesting option for systems between 200 W and 800 W, power range that still does not have a mature solution.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-28T03:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348689.pdf: 5985928 bytes, checksum: f2af7ebfd319b07a5e4e0726b78042ad (MD5) Previous issue date: 2017 / O planejamento da operação do sistema elétrico brasileiro é feito de forma centralizada. Devido à matriz energética predominantemente hídrica, tal planejamento é feito considerando horizontes de estudo de até 10 anos e a natureza estocástica das vazões afluentes dos rios. Busca-se, desta forma, otimizar os custos de geração. No entanto, num ambiente competitivo é necessário encarar o problema do ponto de vista dos diversos agentes que fazem parte do sistema, porque os interesses desses agentes não são os mesmos. Um dos agentes é o produtor de energia elétrica, que nem sempre tem seus interesses atendidos. Uma questão importante para um produtor é como definir sua estratégia de participação no mercado de energia elétrica, de forma a atender as suas próprias metas econômicas. Este é o que se conhece como ?o problema do produtor", que usa informações advindas do despacho das usinas do sistema. Para analisar as vantagens de se adotar as soluções obtidas ao se resolver esses problemas matemáticos, é necessário modelá-los de forma adequada. Além disso, é preciso garantir que as soluções obtidas para esses problemas através de métodos de otimização são as melhores possíveis. Os problemas de despacho centralizado e do produtor possuem funções não convexas em suas formulações, assim como a maioria das modelagens de fenômenos encontrados na natureza. Infelizmente os métodos de solução de problemas de otimização não convexos não garantem uma solução ótima global. Assim, se torna necessária a reformulação desses problemas matemáticos de maneira que suas soluções ótimas globais possam ser obtidas pelos métodos de otimização existentes. Este trabalho analisa o uso de uma técnica de linearização por partes, a Combinação Convexa Desagregada, para obter as soluções ótimas globais dos problemas de despacho centralizado e do produtor. / Abstract : The planning of the operation of the Brazilian electrical system is carried out in a centralized manner. As this is a predominantly hydro system, the dispatch is obtained using a planning horizon of 10 years and taking into consideration the stochastic nature of water inflows. However, it is necessary to face the problem of producing electrical energy in an efficient manner from the points of view of all the agents that participate in this process, because every agent has its own objectives. One of these agents is the power producer. An important issue for such agent is to determine the best strategy to participate in the electric power market in order to meet its own economic goals. This is known as ?the problem of the producer", which, to be solved, uses information from the power dispatch. To evaluate the advantages of adopting, in system planning, the solutions obtained by solving such mathematical problems, special care must be taken when formulating these problems. It is also important to ensure that the solutions obtained for these problems are the best possible ones. The dispatch problem and the producer problem are represented using nonconvex functions, as it occurs with other phenomena found in nature. Unfortunately, most of the optimization methods are not able to obtain the global optima of nonconvex problems. Thus, it is necessary to reformulate such problems in order to obtain their best solutions. This work evaluates the use of a piecewise linearization technique, the Disaggregated Convex Combination, in the solution of the power dispatch problem and the producer problem.

Este trabalho propõe uma metodologia para enumerar soluções, que indiquem a barra e a compensação de potência reativa necessária para o sistema elétrico sob análise, que atendam aos requisitos avaliados pela função objetivo e as restrições. Nessa alocação de compensação ótima de potência reativa, obtemos as melhores barras e configurações de potências e tecnologias de dispositivos de compensação, minimizando as perdas totais de potência ativa da rede. Em redes fracas com conversores de frequência (por exemplo, para conexão de fontes renováveis, ou interligações utilizando conversores HVDC), esta metodologia proposta busca a melhor relação de curto-circuito trifásico (SCR) no ponto de conexão do conversor de frequência, melhorando a conexão da barra de interesse. O método busca soluções para alocar um único dispositivo de compensação, e soluções alocando simultaneamente dois dispositivos. A metodologia proposta baseia-se na enumeração exaustiva das soluções, e o estudo de caso nos sistemas de 14 e 30 barras do IEEE mostrou a aplicabilidade e funcionalidade da metodologia proposta. / This work proposes a methodology to enumerate solutions, which indicate the bar and the reactive power compensation required for the electrical system under analysis, that meet the requirements evaluated by the objective function and the constraints. In this allocation of optimal compensation of reactive power, we obtain the optimal bars and technologies of compensation devices, minimizing the total losses of active power of the network. In weak networks with frequency converters (e.g. for connection of renewable sources, or interconnections using HVDC converters), the proposed methodology seeks the best threephase short-circuit (SCR) relation at the connection point, improving the connection of the new generation. The method looks for solutions to allocate a single compensation device, and solutions to allocate two devices simultaneously. The proposed methodology is based on the exhaustive enumeration of the solutions. A case study carried out in the IEEE 14 and 30 bus systems shows the applicability and performance of the proposed methodology.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-22T03:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336604.pdf: 3331717 bytes, checksum: 5a850acace1eac574f2afc84f657333a (MD5) Previous issue date: 2015 / A crescente integração de microgeração próxima às cargas, aliada à utilização de sistemas de armazenamento, à evolução tecnológica e ao aumento da demanda contribuem para a transformação das redes elétricas atuais em sistemas mais inteligentes e eficientes. O conceito de microrrede surge como um elemento facilitador para comportar essas mudanças previstas nos sistemas elétricos. Com o surgimento das redes inteligentes (smart grids) novas funcionalidades serão alcançadas trazendo benefícios para os consumidores e fornecedores de energia elétrica. Neste contexto, a estimação de estados tem papel fundamental para o controle e operação seguros e flexíveis destes sistemas. Esta dissertação apresenta uma proposta para integrar as diferentes classes de medida encontradas nas microrredes com o intuito de viabilizar a estimação de estados nestes sistemas. A estratégia proposta adota para cada classe de medida um estimador individual e, com base nas técnicas de fusão de dados, fornece uma estimativa ótima para as variáveis de estado da rede. As classes de medida tratadas nesta dissertação compreendem: pseudomedidas, medidas oriundas do sistema SCADA, medidas fasoriais sincronizadas e dados de medidores inteligentes. Um estimador híbrido idealizado, que processa simultaneamente medidas das diversas classes consideradas é implementado com o intuito de avaliar os resultados obtidos via estimação de estados através da fusão de dados. Outro problema abordado na dissertação está relacionado à capacidade das microrredes operarem em modo isolado, situação em que podem se verificar desvios significativos de frequência na transição desde o modo interligado. Sistemas de armazenamento de energia apresentam potencial para promover o balanceamento da geração e da carga e assim evitar tais excursões de frequência, além de funcionar como geração adicional às fontes de geração distribuída. Esta dissertação considera a inserção de bancos de bateria para avaliar sua contribuição para o controle de frequência em um sistema-teste correspondente a uma microrrede realística.<br> / Abstract : Factors such as the increasing integration of microgeneration at nodes close to the load, aggregation of energy storage devices, new technology developments, and growing demand have contributed to turn conventional electric grids into smarter and more efficient systems. The microgrid concept arises as a means to materialize those changes at the power distribution level. With the advent of the smart grids, new functionalities will be achieved, bringing benefits to consumers and electric energy providers alike. In this context, Power System State Estimation has a fundamental role as an instrument to ensure operation security as well as flexible control and operation for such systems. This thesis proposes a methodology to integrate distinct measurement classes available at the microgrids level in order to take the best possible advantage of them in the process of building a reliable real-time model for the underlying network. The proposed strategy processes the measurements pertaining to each class through an individual estimator. In a subsequent stage, data fusion techniques are employed to combine individual estimation results so as to ultimately provide optimal state estimatives. The latter step relies on established principles of Estimation Fusion Theory. The measurement classes considered in this work are: load forecast-based pseudomeasurements, SCADA measurements, synchronized phasor measurements and data gathered from smart meters. Results of an idealized hybrid estimator capable of simultaneously processing different measurement classes are used as a reference to evaluate results provided by the data fusion state estimator. Another problem addressed in the dissertation is related to the microgrid capability for operating in islanded mode. In the transition from interconnected to islanded mode, significant frequency deviations may arise, which should be promptly mitigated through the microgrid own resources. Energy storage devices are potentially able to promote generation-load balance and avoid large frequency deviations, in addition to providing spared generation to the microgrid. Specifically, the purpose of the related investigation carried out in this thesis is the contribution of energy storage equipment to frequency control. For that purpose, a charging/discharging model for such devices is developed, and a number of case studies are simulated on a test system based on a realistic microgrid equipped with battery banks.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-08-22T13:47:09Z No. of bitstreams: 1 2016_LorenaMeloSilva.PDF: 3377492 bytes, checksum: 428988e6ca5af4ddc218ef280ee5100e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-11-01T10:23:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LorenaMeloSilva.PDF: 3377492 bytes, checksum: 428988e6ca5af4ddc218ef280ee5100e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-01T10:23:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LorenaMeloSilva.PDF: 3377492 bytes, checksum: 428988e6ca5af4ddc218ef280ee5100e (MD5) / O Setor Elétrico Brasileiro - SEB é extremamente complexo, com uma extensa cadeia de valor interligada por meio do Sistema Interligado Nacional – SIN. Em especial durante os últimos anos, tal complexidade aumentou com o crescimento da demanda, a inserção de novas fontes de geração, e o envelhecimento dos sistemas existentes. Nesse contexto, que também se verifica no restante do mundo, em diferentes escalas, as Redes Elétricas Inteligentes, ou Smart Grids, surgem como uma forma de proporcionar à sociedade maior segurança de abastecimento, possibilitar a resposta por parte da demanda, a melhora dos índices de qualidade pelo rápido reconhecimento e restabelecimento do sistema diante de distúrbios e falhas, maior eficiência nas instalações de transmissão e distribuição, redução de perdas, dentre tantas outras. O objetivo deste trabalho é aprimorar as análises acerca dos custos e benefícios decorrentes de projetos em Redes Elétricas Inteligentes a partir da ótica das características de concessões de distribuição escolhidas, pensando na implantação das Redes Elétricas Inteligentes não como um fator acessório aos sistemas atuais, mas sim de forma ampla e com o objetivo de mudar o relacionamento entre o consumidor e os sistemas elétricos atuais. A partir dos resultados, serão identificados conjuntos de características importantes para a viabilidade da implantação, configurando ferramenta acessória para a decisão de investimento em Redes Elétricas Inteligentes. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The electrical energy sector in Brazil is extremely complex, with an extensive value chain interconnected by the national grid. Especially during the recent years, this complexity has increased with the growth of energy demand, the introduction of new generation sources, and the aging of existing systems. In this context, which is also verified in other countries in different scales, the Smart Grids arise as a way to provide society a greater supply reliability, enable the response of the consumer, the improvement of energy quality through fast recognition of disturbances and system restoration after failures, greater efficiency in transmission and distribution facilities, reducing of losses, among other benefits. The objective of this work is to improve the cost and benefits analysis for Smart Grids projects by the perspective of electric power distribution utilities characteristics, in order to promote the implementation of Smart Grids not as an auxiliary factor to nowadays electrical systems, but as a wide project, in order to change the way the consumer interacts with the energy sector, in opposition with the current situation. The results obtained will indicate the most significant features to the viability of the implementation, by setting an ancillary tool for investment decision in Smart Grids.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000403015-Texto+Completo-0.pdf: 1369362 bytes, checksum: 80f10cb0cad2240a06c6783c86c07472 (MD5) Previous issue date: 2008 / Forced outages are one of the most relevant elements of influence in the energy supply interruption and, thus, in the service quality. A correct identification of the causes that led to an outage become essential, once it provides a better way to allocate resources and investments to reduce problems in the electrical system, and, as a consequence, the improvement of reliability indices. To achieve this goal it is necessary to develop tools for the management, analysis and diagnostic of forced outage causes in the electric distribution system. This dissertation presents two methodologies to identify forced outage causes: a probabilistic model using Bayesian Networks, and an Artificial Neural Networks model. Initially, theoretical concepts and definitions required to understand Bayesian Networks and Artificial Neural Networks are presented, followed by a review on basic definitions of distribution system reliability and forced outage causes in the distribution system. After, are described training and validation steps of both forced outage cause identification methods. The knowledge base used for the network learning process was extracted from an event database provided by an electric utility. The knowledge discovery process comprised several stages, including one of data mining. This process turns the database into a more reliable and appropriate format, resulting in 8888 samples for construction, generation of the training and validation dataset of the proposed Bayesian Network and Neural Network models. Both heuristics were validated through the split-half method. The learning process of the Bayesian Network was done using the Expectation Maximization Algorithm, while for Neural Network was used Resilient back propagation learning algorithm, chosen specially because of its fast convergence and good performance. / Os desligamentos não programados são um dos fatores que mais contribuem para a interrupção do fornecimento de energia e, portanto, na qualidade do serviço prestado. Uma correta identificação das causas que originaram os desligamentos tornase cada vez mais indispensável para distribuir de forma mais eficaz os investimentos e recursos para a redução de problemas no sistema elétrico, trazendo como conseqüência direta destes investimentos a melhoria dos índices de confiabilidade. Dessa forma, torna-se necessário o desenvolvimento de ferramentas para gerenciamento, análise e diagnóstico de causas de eventos não programados que ocorrem nos sistema de distribuição das empresas. Nesta dissertação são apresentados dois métodos para identificação da causa de desligamentos não programados na rede de distribuição: um modelo probabilístico utilizando Redes Bayesianas e um modelo usando Redes Neurais Artificiais. Inicialmente é apresentada uma conceituação sobre aspectos teóricos fundamentais ao entendimento de Redes Bayesianas e Redes Neurais Artificiais, seguida de uma revisão sobre definições básicas acerca de confiabilidade e causas de desligamentos em sistemas de distribuição. Após, são descritas as etapas realizadas para treinamento e validação dos dois sistemas de identificação da causa de desligamentos não programados. A base de conhecimento utilizada para o aprendizado foi extraída de um banco de dados de eventos fornecido por uma concessionária de energia, cujo processo de extração de conhecimento consistiu em uma série de etapas, incluindo uma de mineração de dados. Esse processo tornou a base de dados mais confiável e adequada resultando em 8888 amostras para a construção, geração dos conjuntos de treinamento e validação dos modelos de Rede Bayesiana e de Rede Neural utilizados. Ambas heurísticas foram validadas através do método da prova bipartida (split-half method). O processo de aprendizagem da Rede Bayesiana foi realizado através do algoritmo de maximização da expectância (Expectation Maximization), enquanto que para a Rede Neural o algoritmo de treinamento escolhido foi o Resilient back propagation, devido as suas características de desempenho e velocidade de convergência.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000423831-Texto+Completo-0.pdf: 7361377 bytes, checksum: efe75f73ad733990c4a7abe99efa1fdc (MD5) Previous issue date: 2010 / This work presents a methodology to design Repetitive Controllers applied to uninterruptible power supplies subject to large load variations. The Repetitive Controller structure is based on the internal model principle, since infinite imaginary poles are included in the control loop by adding a time delay in a positive feedback loop for the frequencies which are integer multiple of the fundamental frequency component. In this way, a zero tracking error and harmonic rejection is obtained in steady state. The main objective of this Master’s thesis is to devise design conditions of a state feedback control law in terms of linear matrix inequalities (LMIs). The stabilization conditions are based on Lyapunov-Krasovskii functionals and they include a constraint to ensure a given exponential decay rate of the error signal with the minimum control effort. The obtained state feedback gains guarantee the closed loop stability for all admissible load variation, where the load is modeled as an uncertain (time-varying) parameter with known limits. The controller is designed in continuous time domain considering two different control structures. For these two implementations, the state space representations of the augmented system (including plant and controller) are obtained aiming the state feedback synthesis which is numerically obtained via standard LMI solvers available in the control literature. Experimental results are obtained considering a single phase DC-AC inverter submitted to linear and nonlinear load variations. The continuous time controller, which is numerically obtained, is discretized and implemented in a real-time digital system based on a dSPACE® DS1104 acquisition board operating simultaneously to the real time toolbox of Matlab/Simulink®.The practical experiments have demonstrated the good dynamic and steady state behavior of the control system with a large rejection of harmonic components of periodic loads. / Este trabalho apresenta uma metodologia de projeto para controladores Repetitivos aplicados a sistemas ininterruptos de energia sujeitos a grandes variações de carga. A estrutura do controlador Repetitivo se baseia no princípio do modelo interno, pois, através da inclusão de um elemento de atraso temporal na malha de controle, incruem-se infinitos pólos no eixo imaginário em freqüências múltiplas inteiras da freqüência fundamental. Desta forma, é possível seguir sinais senoídais e também rejeitar harmônicos em regime permanente. o objetivo principal desta dissertação é a obtenção de condições de projeto de uma realimentação de estados (da planta e do controlador) na forma de desigualdades matriciais lineares (LMIs). As condições de estabilização são baseadas em funcionais de Lyapunov-Krasovskii e inclui uma restrição para garantir uma taxa de decaimento exponencial do Sinal erro com um mínimo esforço de controle. Os ganhos obtidos garantem a estabilidade do sistema para toda a faixa de variação de carga que é considerada como um parâmetro incerto com valores máximo e mínimo conhecidos. o controlador Repetitivo é projetado no domínio contínuo utilizando duas realizações distintas. Em ambas as realizações são obtidas as representações por espaço de estados do sistema aumentado (incluindo estados da planta e do controlador) visando a síntese dos ganhos da realimentação de estados. Nas duas abordagens esses ganhos são obtidos através da formulação LMI a qual é determinada numericamente utilizando programas (solvers) disponíveis na literatura. Resultados experimentais são obtidos considerando um inversor de tensão CC-CA monofásico comerciai o qual é submetido a cargas do tipo linear e não linear.O controlador contínuo, obtido numericamente, é discretizado e implementado em uma plataforma de tempo real baseada na placa de aquisição de dados dSPACE® DS1104 operando em conjunto com a plataforma Matlab/Simulink®. Os ensaios realizados em tempo real demonstram o bom comportamento dinâmico e estático do sistema de controle, demostrando a sua capacidade de rejeitar distúrbios periódicos na carga.

Este trabalho propõe uma metodologia para enumerar soluções, que indiquem a barra e a compensação de potência reativa necessária para o sistema elétrico sob análise, que atendam aos requisitos avaliados pela função objetivo e as restrições. Nessa alocação de compensação ótima de potência reativa, obtemos as melhores barras e configurações de potências e tecnologias de dispositivos de compensação, minimizando as perdas totais de potência ativa da rede. Em redes fracas com conversores de frequência (por exemplo, para conexão de fontes renováveis, ou interligações utilizando conversores HVDC), esta metodologia proposta busca a melhor relação de curto-circuito trifásico (SCR) no ponto de conexão do conversor de frequência, melhorando a conexão da barra de interesse. O método busca soluções para alocar um único dispositivo de compensação, e soluções alocando simultaneamente dois dispositivos. A metodologia proposta baseia-se na enumeração exaustiva das soluções, e o estudo de caso nos sistemas de 14 e 30 barras do IEEE mostrou a aplicabilidade e funcionalidade da metodologia proposta. / This work proposes a methodology to enumerate solutions, which indicate the bar and the reactive power compensation required for the electrical system under analysis, that meet the requirements evaluated by the objective function and the constraints. In this allocation of optimal compensation of reactive power, we obtain the optimal bars and technologies of compensation devices, minimizing the total losses of active power of the network. In weak networks with frequency converters (e.g. for connection of renewable sources, or interconnections using HVDC converters), the proposed methodology seeks the best threephase short-circuit (SCR) relation at the connection point, improving the connection of the new generation. The method looks for solutions to allocate a single compensation device, and solutions to allocate two devices simultaneously. The proposed methodology is based on the exhaustive enumeration of the solutions. A case study carried out in the IEEE 14 and 30 bus systems shows the applicability and performance of the proposed methodology.

Orientadores: Ariovaldo Verandio Garcia e Alcir Jose Monticelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T08:26:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zagari_EduardoNicolaFerraz_M.pdf: 6499242 bytes, checksum: afbf9227df546b9a164aab340310382d (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho apresenta dois modelos de implementação de escalonadores para as funções de análise de rede em tempo real em um Centro de Controle. Os escalonadores propostos gerenciam funções como o configurador de rede, o estimador de estado e o fluxo de potência on-line, tanto de forma periódica como por solicitação do operador. O primeiro modelo é um escalonador estático, baseado no algoritmo Taxa Monotônica com Servidor Esporádico, e o segundo, baseado no algoritmo Próximo Prazo, é um escalonador com atribuição dinâmica de prioridades. As características das funções avançadas de análise de rede foram analisadas quanto aos seus aspectos de restrições temporais e independência entre instâncias de varreduras do sistema de aquisição de dados distintas. As implementações foram feitas para arquiteturas computacionais monoprocessadas, sob o sistema operacional UNIX. Foram realizados testes em um sistema elétrico da região de Campinas através de três ambientes distintos / Resumo: Este trabalho apresenta dois modelos de implementação de escalonadores para as funções de análise de rede em tempo real em um Centro de Controle. Os escalonadores propostos gerenciam funções como o configurador de rede, o estimador de estado e o fluxo de potência on-line, tanto de forma periódica como por solicitação do operador. O primeiro modelo é um escalonador estático, baseado no algoritmo Taxa Monotônica com Servidor Esporádico, e o segundo, baseado no algoritmo Próximo Prazo, é um escalonador com atribuição dinâmica de prioridades. As características das funções avançadas de análise de rede foram analisadas quanto aos seus aspectos de restrições temporais e independência entre instâncias de varreduras do sistema de aquisição de dados distintas. As implementações foram feitas para arquiteturas computacionais monoprocessadas, sob o sistema operacional UNIX. Foram realizados testes em um sistema elétrico da região de Campinas através de três ambientes distintos / Abstract: This work presents two real-time schedulers for network analysis functions in energy management systems. The proposed schedulers handle functions such as network configuration, state estimation and on-line power flow, both in periodic mode as well as in asynchronous mode (interruption handling). The first mo dei is a fixed priority scheduler, designed using the rate monotonic scheduling algorithm with a sporadic server, and the second one, based on the earliest deadline scheduling algorithm, is a dynamic scheduler. Time constraints and independence of the network functions were studied and then considered in the definition of the scheduler characteristics. The schedulers implementations described in this work refer specifically to the network analysis functions running on a single processor in Unix workstations. Tests have been performed with part of the CPFL network (Campinas region) and the results are reported in the dissertation / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Andre Luiz Morelato França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T06:09:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_FranciscoEugeniodeAndrade_M.pdf: 11362735 bytes, checksum: 7b4325fb2b502d8eb9109b7975f11710 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho apresenta três modelos NARX utilizando redes neurais artificiais para previsão de carga nodal ativa e reativa, tendo em vista a posterior previsão do estado do sistema através do uso de um algoritmo de fluxo de carga, com a finalidade de poder estudar a segurança de operação do sistema para um perfil de carga futuro. Os dois primeiros modelos são implementados utilizando-se uma rede de perceptrons de múltiplas camadas estática e o terceiro modelo é implementado utilizando uma rede de perceptrons com filtros FIR em suas sinapses para permitir processamento temporal. Para cada um dos modelos, diferentes tamanhos de conjunto de treinamento e de topologia da rede neural foram testados, bem como vários tipos de variáveis de entrada para o modelo NARX, a fim de verificar qual a melhor resposta em termos de precisão. Nos testes foram utilizados dados reais de carga de várias subestações. Neste estudo, verificou-se que uma única rede neural estática usada para tratar todos os dias da semana apresentou o melhor resultado de previsão, sendo que a previsão de potência reativa apresentou um resultado pior do que a de potência ativa. Observou-se ainda que o erro de previsão do ângulo de tensão nas barras apresenta elevada sensibilidade em relação ao erro de previsão da potência ativa e que o erro na previsão da tensão nodal (tanto magnitude quanto ângulo) apresenta pequena sensibilidade em relação ao erro de previsão da potência reativa / Abstract: This work presents three artificial neural network NARX models for bus load active and reactive power forecasting. The predicted injections can be used as inputs to a load flow to obtain the forecasted bus states aiming to perform security analysis in a future operating point. The first two models considered were implemented with a static Multilayer Perceptron Network (MLP) and the third model was implemented using a FIR neural network for temporal processing. For each one of the above models, different sizes of training sets and neural network topologies were tested, as well as distinct choices of neural networks input variables, in order to check the accuracy of prediction. Measured real data concerning several substations were used to test the models. As a result, the study shows that one single neural MLP network model for all days of the week give the least active and reactive power forecast error and that the active power prediction is more accurate than the reactive power one. It was also observed that the state angle forecasting shows a high sensitivity to the active power prediction error and that the voltage (magnitude and phase) prediction error shows a low sensitivity to the reactive power prediction error / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica