Este trabalho trata do UPFC (Unified Power Flow Controller), que corresponde a um dos mais promissores dispositivos FACTS de última geração, pois apresenta a capacidade de controle independente de todos os parâmetros básicos do sistema elétrico de potência (tensão, impedância e ângulo de fase). Com base nos modelos já propostos para representação deste equipamento em regime permanente, é realizada análise e proposta de um modelo que permite uma abordagem prática, para simulação do UPFC em softwares de fluxo de potência comerciais que não possuem modelos dedicados para este dispositivo. São revisitados os conceitos associados ao UPFC, com apresentação dos modelos analisados e seus respectivos parâmetros, assim como os equipamentos instalados e estimativa de custos para implantação. Através de simulações utilizando o modelo de transformador ideal associado à impedância do transformador série e compensador estático, são obtidos os parâmetros para o modelo de injeção de potências e realizadas simulações que demonstram a equivalência entre estes modelos. Finalmente, é realizada a análise de aplicação do UPFC em um sistema de distribuição de alta tensão, onde há forte presença de geração distribuída com sua sazonalidade característica e linhas que realizam a interligação entre diferentes fontes do sistema, havendo a necessidade de controle do fluxo de potência e melhoria dos níveis de tensão em função dos critérios técnicos e aspectos regulatórios. / This work is about UPFC which corresponds to one of the most promising last generation FACTS device, for it presents independent control in all basic parameters of the electrical power system (voltage, impedance and phase angle). Based on models that have already been proposed to represent this equipment in steady state, an analysis has been made and a model that permits practical approach is proposed to simulate the UPFC in commercial power flow softwares that do not yet support this device. The associated UPFC concepts are revisited with the presentation of analyzed models and their respective parameters as well as the installed equipments and cost estimate for implementation. Through simulations using ideal transformer associated to the series transformer impedance and static Var compensator model, parameters are obtained for the power injection model and simulations were run that showed a similarity between these models. Finally, a UPFC application analysis was done for a region of high voltage distribution system, where there is a strong presence of distributed generation typically seasonal and lines which connect different sources of the system, having the necessity of controlling the power flow and improvement of the voltage levels due to the technical criteria and regulatory aspects.

A redução das perdas em sistemas de distribuição de água tem se tornado, além de uma questão ética, um determinante da eficiência e mesmo da sobrevivência das concessionárias destes serviços. A quantificação e determinação da natureza das vazões perdidas, que possuem relação íntima com as pressões de operação, são aspectos que ainda merecem análises mais profundas e práticas. Os parâmetros do modelo pressão-vazamento permitem o detalhamento das perdas físicas e foram obtidos por meio de calibrações para um setor de distribuição de água da cidade de Piracicaba, SP, em padrões hidráulicos distintos - sob hipótese de consumo noturno nulo (vazão mínima noturna), descargas de rede, patamares de pressão e sob consumo diurno dirigido pela pressão através de curvas encontradas na literatura e propostas. Os resultados obtidos indicaram que os valores dos parâmetros do modelo pressão-vazamento não são fixos, mas variam conforme o padrão hidráulico de operação da rede. Estudos acerca do parque de hidrômetros e seus desvios de indicação também foram realizados, em conjunto com uma análise das vazões típicas de abastecimento residencial, e apontaram para fortes erros de medição em razão do uso de reservatórios domiciliares. / Losses reduction on water supply networks came to be, beyond the ethical question, a condition for efficiency and even survival of enterprises which develop those services. Quantification and determination of the nature of leakage, which are closely related to operational pressure, are aspects which still claim for deeper and more practical analysis. Parameters to the pressure-leakage model allows to detail physical losses at one given system, and they were obtained throughout employment of distinct hydraulic patterns - minimal night flow (no usage), network flush situations, pressure levels and day usage driven by pressure from curves found on lectures and author\'s propositions - when proceeding calibration at a water supply section at the Piracicaba city, SP. Achieved results have shown that pressure-leakage model parameters values are not constant, but really change according to network\'s operational hydraulic pattern. Studies concerning section\'s water flow meters and its measuring deviation were also done, and joined to an analysis of typical patterns of home usage flows; they have pointed to huge metering errors because of employment of home reservoirs.

Um equipamento sinalizador luminoso de faltas foi desenvolvido pela Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL) em parceria com a Escola Politécnica da USP e a empresa Expertise Engenharia Ltda., através de uma série de projetos de pesquisa incluídos no programa de pesquisa e desenvolvimento (P&D) regido pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) brasileira. Neste trabalho é feita uma análise crítica da rota tecnológica adotada no desenvolvimento do sinalizador de faltas, apontando detalhes e justificativas das escolhas tecnológicas adotadas, além de novas possibilidades de melhoria do equipamento face aos avanços tecnológicos detectados nos últimos anos. Para tanto, é proposto e aplicado um novo método, associado a uma sistematização, para análise comparativa de tecnologias, que considera dados quantitativos, qualitativos e estratégicos diretamente comparáveis entre si. Ao longo do trabalho são analisados as escolhas dos princípios de detecção de faltas e funcionalidades agregadas, o desenvolvimento da eletrônica e dos circuitos integrados do detector de faltas, a fonte de alimentação, a sinalização luminosa e o gabinete do equipamento. Como resultado da linha de pesquisa do sinalizador luminoso de faltas foram obtidos protótipos de prova de conceito, cabeça-de-série e de lote pioneiro, estes últimos prontos e certificados para inserção no mercado. Obtiveram-se também diversas publicações em congressos nacionais, a geração de dois pedidos de patentes e um sistema computacional de alocação otimizada de sinalizadores de faltas em redes de distribuição aérea de energia elétrica. / Within the R&D program governed by the National Agency of Electric Energy of Brazil, a luminous faulted circuit indicator equipment (FCI) was developed by the Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL) in partnership with the Escola Politécnica da USP and the company Expertise Engenharia Ltda. In this work it is presented a critical analysis of the technological route adopted for development of this new FCI, indicating details and justifications of technological choices adopted, and new detected possibilities for improvements, taken into account the technological advances in recent years. For such purpose, it is proposed a new method, associated to a practical systematization, for comparative analysis of technologies that accounts for quantitative, qualitative and strategic data directly comparable. The work presents analyses on the choices of fault detection principles and related functions, the development of integrated circuits and fault detector electronics, the power supply, the luminous signaling and the equipment case. As results of the research and development of the FCI there were obtained proof of concept, prototype and pilot equipments, the last ones certified and ready for sale. There were also obtained several publications in national conferences, submission of two patent applications and a software for optimization of FCIs allocation on overhead power distribution networks.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-11-01T14:00:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Calculoperdastecnicas.pdf: 10193002 bytes, checksum: 5e474814b95fa6c0f3457309da7a2950 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-11-01T14:01:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Calculoperdastecnicas.pdf: 10193002 bytes, checksum: 5e474814b95fa6c0f3457309da7a2950 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-01T14:01:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Calculoperdastecnicas.pdf: 10193002 bytes, checksum: 5e474814b95fa6c0f3457309da7a2950 (MD5) Previous issue date: 2018-10-17 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta um novo conceito denominado Impedância Equivalente de Perdas (IEP) que é caracterizado por ser um método prático e econômico que permite calcular perdas técnicas e não técnicas em redes de distribuição de energia elétrica com uma boa precisão, para o qual é utilizado dados que qualquer empresa de distribuição possui, como as contas de energia dos consumidores, os parâmetros elétricos da rede e as medições de potências e correntes na saída da subestação. Para mostrar a aplicação deste método, este documento abrange o processamento dos dados e descrição do software usado para simular a operação de sistemas elétricos testes IEEE 13 e 37 barras, considerando que eles apresentam perdas técnicas e não técnicas. Além disso, estes sistemas são avaliados com diferentes condições de operação, incluindo a incorporação de um gerador fotovoltaico. Os casos avaliados neste trabalho mostram que o método pode ser utilizado para planejar e monitorar as redes de distribuição de energia elétrica considerando a separação de perdas técnicas e não técnicas, para que no futuro as ações de redução dessas perdas possam ser gerenciadas, já que a perda de energia elétrica sem gerenciamento traduz-se em perdas econômicas consideráveis tanto para as concessionárias quanto para os consumidores e indiretamente para o país. Os resultados apresentados nesta dissertação, sobre a aplicação da Impedância Equivalente de Perdas no cálculo das perdas técnicas e não técnicas demonstraram a eficácia do método proposto, vislumbrando-se um grande potencial para a aplicação desse procedimento nas empresas de energia elétrica, principalmente nas distribuidoras de energia. / This work presents a new concept called Loss Equivalent Impedance (LEI), which is characterized by being a practical and economical method that allows calculating technical and non-technical losses in electricity distribution networks with good accuracy, for which it uses the data that any electric utility has, such as the user's electricity bills, the grid's electrical parameters and the measurements of power and currents at the substation coupling point. To show the application of this method, this document covers the data processing and description of the software used to simulate the operation in the test systems IEEE 13 and 37 buses networks, considering that they present technical and non-technical losses. In addition, these systems are evaluated with different operational conditions, including the incorporation of a photovoltaic plant. The cases evaluated in this work show that the method can be used to plan and monitor the electricity distribution networks, considering the separation of technical and non-technical losses, so that in future reduction actions concerning these losses can be managed, since of unmanaged electricity losses is translated into considerable economic losses for both the utility and customers and indirectly for the country. The results presented in this dissertation, regarding the application of the Equivalent Operational Impedance to the calculation of technical and non-technical losses, have demonstrated the effectiveness of the proposed methodology, so that it is foreseen a great potential for the application of the proposed procedure in the electrical sector mainly in the distribution utilities.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-12-12T13:10:44Z No. of bitstreams: 1 Felipe de Carli_.pdf: 6857644 bytes, checksum: 51df2faf2ff2365c2443afa4f23a4292 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-12T13:10:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe de Carli_.pdf: 6857644 bytes, checksum: 51df2faf2ff2365c2443afa4f23a4292 (MD5) Previous issue date: 2018-10-26 / FATEC – Fundação de Apoio á Tecnologia e Ciência / A geração, transmissão e distribuição de energia elétrica têm papel chave no desenvolvimento econômico de um país. A qualidade e disponibilidade da energia elétrica relacionada a distribuição tem impacto direto na economia e na qualidade de vida das pessoas. Conceitos de Redes de Distribuição Inteligentes tem ganhado cada vez mais força com o intuito de melhorar a qualidade dos serviços prestados. A tensão em regime permanente é um dos principais parâmetros de qualidade de energia elétrica em redes de distribuição e muitas vezes o seu controle requer soluções de elevada complexidade e investimento. Tensões fora de especificação tem impactos negativos para os consumidores finais, uma vez que, podem gerar danos aos equipamentos, interrupção em serviços fundamentais, e inconvenientes para a sociedade. Desta forma, o presente trabalho busca desenvolver um protótipo de controle inteligente e dinâmico aplicado para reguladores de tensão de distribuição com a capacidade de coletar informações do perfil de consumo do alimentador, realizar o auto ajuste de seus parâmetros e enviar informações para o sistema de supervisão. O protótipo dividido em um módulo de controle e módulo fuzzy que foi desenvolvido em escala de laboratório. Baseado no carregamento do alimentador, o dispositivo é capaz de calcular os parâmetros básicos de auto-ajuste, ou seja, a temporização, faixa de insensibilidade e compensações de queda na linha. Os resultados globais desse trabalho mostram que o desenvolvimento de um controle dinâmico e inteligente para reguladores de tensão é viável e pode ser aplicado em redes de distribuição reais. O cálculo dos parâmetros de temporização, tensão de referência, compensação de queda na linha melhora o perfil de tensão de uma rede de distribuição, pois minimiza as oscilações de tensão em baixa e alto carregamento da linha, conforme testes realizados com dados de um alimentador real. Entende-se que os resultados globais deste trabalho servem de fundamento para um estudo técnico-econômico de ampliação desta estrutura de controle para outros reguladores de tensão de redes de distribuição. / The electricity generation, transmission, and distribution play a role key in the economic development of a country. The quality and availability of electricity related to distribution has a direct impact on the economy and people's quality of life. Concepts of smart grids has gained more strength in order to improve the quality of services provided. Steady-state voltage is one of the main quality parameters of electrical power in distribution grids and often its control requires solutions of high complexity and investment. Out-of-specification voltage have negative impacts on end-users, as it can cause damage to equipment, outage in key services, and inconvenience to community. In this way, the present work seeks to develop a prototype of intelligent and dynamic control applied to distribution voltage regulators with the ability to collect information of the feeder consumption profile, perform the self-tuning of its parameters and send information to supervisory system. The prototype divided into a control and fuzzy modules was developed on a laboratory scale. Based on loader readings, the device is able to calculate the basic parameters of self-adjustment, ie time delay, dead band and line drop compensation. The overall results of this work show that the development of a dynamic and smart control for step voltage regulators is feasible and can be applied in real distribution grid. The calculation of the time delay, reference voltage, line drop compensation improves the voltage profile of a distribution grid, as it minimizes voltage variations at low and high line loading, according to tests performed with data from a real feeder. It is understood that the overall results of this work serve as a basis for a technical-economic study to extend this control structure to other step voltage regulators in distribution grids.

O fator de simultaneidade é fundamental no planejamento de redes de distribuição de gás natural. Trata-se de um multiplicador entre 0 e 1 que ajusta o consumo total teórico de um número de aparelhos de utilização em condições reais. Em 2005 o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e a Companhia de Gás de São Paulo (COMGÁS) realizaram um estudo no qual determinou-se o fator de simultaneidade em um conjunto de edificações residenciais. Um modelo de regressão foi proposto para expressar o fator de simultaneidade em termos da potência total instalada. O modelo ajustado pode ser utilizado para predizer o fator de simultaneidade em novas edificações. O modelo em questão é um modelo de regressão linear normal no qual a variável resposta é o logaritmo do fator de simultaneidade. Nesta dissertação, o objetivo é investigar outras possibilidades de modelos de regressão adequados aos dados obtidos pelo IPT e pela COMGÁS. Especial atenção é dada ao modelo de regressão beta proposto por Ferrari e Cribari-Neto (Journal of Applied Statistics, 2004) por possuir vantagens sobre o modelo de regressão linear normal. O modelo de regressão beta assume que, dadas as covariáveis, a variável resposta possui distribuição beta, sendo adequado para modelar dados observados no intervalo unitário. Desta forma, a transformação na variável resposta - o fator de simultaneidade - é desnecessária. Além disso, é proposta uma nova abordagem para a predição do fator de simultaneidade, diferente de todas as abordagens pesquisadas na literatura, utilizando a técnica de bootstrap. / The simultaneity factor is fundamental in planning gas distribution networks. It is a multiplicator between 0 and 1 that adjusts the theoretical total consumption of a number of devices to realistic conditions. In 2005, the Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) and the Companhia de Gás de São Paulo (COMGÁS) performed a study in which the simultaneity factor of gas consumption in a set of residential buildings have been determined. A regression model was proposed to express the simultaneity factor in terms of the total power of installed equipment. The fitted model can be used to predict the simultaneity factor in new buildings. The model they proposed is a normal linear regression model in which the response variable is the logarithm of the simultaneity factor. In the present dissertation, our aim is to investigate other possible regression models suitable to the data obtained by IPT and CONGÁS. Emphasis is given to the beta regression model proposed by Ferrari and Cribari-Neto (Journal of Applied Statistics, 2004) which has a number of advantages over normal linear regression models. The beta regression model assumes that, given the covariates, the response variable has a beta distribution, which is adequate to model data observed in the unit interval. Therefore, no transformation in the response variable, the simultaneity factor, is needed. Additionally, we present a new approach for the prediction of the simultaneity factor, that is different from all the approaches shown in the literature, using the bootstrap technique.

Este trabalho trata do UPFC (Unified Power Flow Controller), que corresponde a um dos mais promissores dispositivos FACTS de última geração, pois apresenta a capacidade de controle independente de todos os parâmetros básicos do sistema elétrico de potência (tensão, impedância e ângulo de fase). Com base nos modelos já propostos para representação deste equipamento em regime permanente, é realizada análise e proposta de um modelo que permite uma abordagem prática, para simulação do UPFC em softwares de fluxo de potência comerciais que não possuem modelos dedicados para este dispositivo. São revisitados os conceitos associados ao UPFC, com apresentação dos modelos analisados e seus respectivos parâmetros, assim como os equipamentos instalados e estimativa de custos para implantação. Através de simulações utilizando o modelo de transformador ideal associado à impedância do transformador série e compensador estático, são obtidos os parâmetros para o modelo de injeção de potências e realizadas simulações que demonstram a equivalência entre estes modelos. Finalmente, é realizada a análise de aplicação do UPFC em um sistema de distribuição de alta tensão, onde há forte presença de geração distribuída com sua sazonalidade característica e linhas que realizam a interligação entre diferentes fontes do sistema, havendo a necessidade de controle do fluxo de potência e melhoria dos níveis de tensão em função dos critérios técnicos e aspectos regulatórios. / This work is about UPFC which corresponds to one of the most promising last generation FACTS device, for it presents independent control in all basic parameters of the electrical power system (voltage, impedance and phase angle). Based on models that have already been proposed to represent this equipment in steady state, an analysis has been made and a model that permits practical approach is proposed to simulate the UPFC in commercial power flow softwares that do not yet support this device. The associated UPFC concepts are revisited with the presentation of analyzed models and their respective parameters as well as the installed equipments and cost estimate for implementation. Through simulations using ideal transformer associated to the series transformer impedance and static Var compensator model, parameters are obtained for the power injection model and simulations were run that showed a similarity between these models. Finally, a UPFC application analysis was done for a region of high voltage distribution system, where there is a strong presence of distributed generation typically seasonal and lines which connect different sources of the system, having the necessity of controlling the power flow and improvement of the voltage levels due to the technical criteria and regulatory aspects.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-24T15:21:43Z No. of bitstreams: 1 Carlos Henrique.pdf: 3192728 bytes, checksum: b409baf77eae63d413fff22f89c2f1d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-24T15:21:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Henrique.pdf: 3192728 bytes, checksum: b409baf77eae63d413fff22f89c2f1d9 (MD5) Previous issue date: 2012-11-09 / FAPEMA / Currently, there is growing concern about the Power Quality (PQ) problems due to: introduction of automation in industrial processes, presence of personal computers and electronically controlled devices, load equipments with low capacity to withstand small PQ disturbances and increased perception of residential and industrial consumers with regard to PQ disturbances. In this context, an important issue with relation to PQ is the voltage conformity. That is, the adequacy of service voltage to the limits specified by regulatory agencies. The concern about compliance is due to the following problems caused by sustained undervoltages and overvoltages: improper or less-efficient equipment operation, tripping of sensitive loads, overheating of induction motors due to undervoltages, equipment damage or failure due to overvoltages and higher no-load losses in transformers caused by sustained overvoltages. Furthermore, there have been various incentives for connection of Distributed Generation (DG) in distribution networks due to: incentives for the using of electricity generation based on renewable energy sources and free access of independent energy producers to transmission and distribution networks owing to deregulation of the electric sector. In principle, the voltage profile of a distribution network can be improved with connection of DG. However, it is possible to notice severe deteriorations in the voltage profile of distribution networks in DG post-failure scenarios. These failures are caused by problems in the DG components, such as: cooling system, gears, turbines, etc. During the time period in which the DG is under repair, active and reactive power supports to correct the voltage profile are unavailable. Consequently, the voltage profile tends to deteriorate while the DG is disconnected. In this way, it is important to carry out studies to assess the impact of the DG installation on the voltage conformity indices considering the following issues: DG unavailability after an intrinsic failure and load curve. These aspects are subject to uncertainties due its random nature. Due to this, the most suitable approaches to assess the impact of uncertainties associated with load fluctuations and DG failures on the voltage conformity indices are the probabilistic methods. The main advantage of these methods is its capability to combine severity and probability to truly express the system risk. The main objective of this dissertation is the development of a method that models the random behavior of the distribution network in the voltage conformity indices estimation through the probabilistic methods. Models and techniques to incorporate stochastic variations in the demand and DG unavailability in voltage conformity indices estimation are proposed. The technique proposed in this dissertation to carry a Predictive Assessment of Voltage Conformity (PAVC) is based on the combination of the following techniques: power flow for radial distribution networks via current summation method, Quasi-Sequential Monte Carlo Simulation and Fourier analysis of time series. The PAVC model proposed in this dissertation was tested in 32 buses system. The results obtained with this system demonstrated that the DG has a great potential to improve the voltage conformity indices in the distribution network. However, the most significant improvements in the voltage conformity indices are associated with load points distant from the substation. Furthermore, it can be observed that the uncertainties associated with DG failures cause significant variations in the voltage conformity indices. Additionally, a sensitivity study demonstrated that the voltage conformity indices are worse (better) for systems where the load is modeled as constant power (impedance). / Atualmente há um interesse crescente com relação a problemas de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) devido a: introdução de automação em processos industriais; presença de computadores pessoais e dispositivos controlados eletronicamente em instalações residenciais; equipamentos de carga com baixa capacidade para suportar pequenos distúrbios de qualidade de energia; e aumento da percepção dos consumidores industriais e residenciais com relação a distúrbios de QEE. Neste contexto, um aspecto importante com relação a QEE é a conformidade de tensão da rede de distribuição. Ou seja, a adequação da tensão de atendimento aos limites especificados pelos órgãos reguladores. A preocupação com a conformidade de tensão é devido aos seguintes problemas causados por subtensões e sobretensões sustentadas: operação indevida ou com baixa eficiência dos equipamentos elétricos dos consumidores; desligamento de cargas sensíveis; aquecimento de motores de indução devido à subtensões; danos ou falhas em equipamentos devido à sobretensões e aumento nas perdas em vazio nos transformadores causado pela presença de sobretensões sustentadas. Além disso, tem havido diversos incentivos para conexão de Geração Distribuída (GD) na rede de distribuição devido a: incentivo para utilização de sistemas de geração de energia elétrica baseados em fontes de energia renováveis; e livre acesso dos produtores independentes de energia às redes de transmissão e distribuição devido a desregulamentação do setor elétrico. Em princípio, o perfil de tensão de uma rede de distribuição pode ser melhorado com a conexão da GD. Contudo é possível observar deteriorações severas no perfil de tensão de redes de distribuição em cenários pós-falha da GD. Estas falhas são causadas por problemas nos componentes da GD, tais como: sistema de refrigeração, engrenagens, turbina, etc. Durante o período de tempo em que a GD está em reparo, o suporte de potência ativa e reativa da GD, para corrigir o perfil de tensão, está indisponível. Consequentemente, o perfil de tensão tende a se deteriorar enquanto a GD estiver desconectada. Desta forma, é importante realizar estudos para avaliar o impacto da instalação da GD nos índices de conformidade de tensão considerando os seguintes aspectos: indisponibilidade da GD após uma falha intrínseca e a curva de carga. Estes aspectos estão sujeitos a incertezas devido a sua natureza aleatória. Devido a isto, as técnicas mais adequadas para avaliar o impacto de incertezas associadas com flutuações de carga e falhas na GD nos índices de conformidade de tensão são os métodos probabilísticos. A principal vantagem destes métodos é a sua capacidade para combinar severidade e probabilidade para expressar verdadeiramente o risco do sistema. O principal objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de um método que modele o comportamento aleatório da rede de distribuição na estimação dos índices de conformidade de tensão através de métodos probabilísticos. Modelos e técnicas para incorporar variações estocásticas na demanda e a indisponibilidade da GD na estimação dos índices de conformidade de tensão são propostos. A técnica proposta nesta dissertação para realizar uma Avaliação Preditiva da Conformidade de Tensão (APCT) se baseia na combinação das seguintes técnicas: fluxo de potência para redes de distribuição radiais via método de soma de correntes; simulação Monte Carlo Quasi-Sequencial e análise de Fourier de séries temporais. O modelo de APCT proposto neste artigo foi testado em um sistema de 32 barras. Os resultados obtidos neste sistema demonstraram que a GD tem um grande potencial para melhorar os índices de conformidade de tensão na rede de distribuição. Contudo, as melhorias mais significativas nos índices de conformidade estão associadas com os pontos de carga mais distantes da subestação. Além disso, pode-se observar que as incertezas associadas com as falhas na GD causam variações significativas nos índices de conformidade de tensão. Adicionalmente, um estudo de sensibilidade demonstrou que os índices de conformidade de tensão são piores (melhores) para sistemas onde a carga é modelada como potência (impedância) constante.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-29T13:12:16Z No. of bitstreams: 1 Tiago Silva.pdf: 3175763 bytes, checksum: 8eba0f17a1a1f6fa2606a5235969987e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T13:12:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Silva.pdf: 3175763 bytes, checksum: 8eba0f17a1a1f6fa2606a5235969987e (MD5) Previous issue date: 2012-11-09 / CNPQ / The Distributed Generation (DG) can improve the power quality indices associated with Short Duration Voltage Variations (SDVV) due to the reduction in the electric network loading, which in turn causes an improvement in the pre-fault voltage profile. On the other hand, the DG can also deteriorates the power quality indices related to SDVV due to the increasing in the fault currents, which in turns reduce the post-fault voltages. Furthermore, the assessment of the DG impact on SDVV is more difficult with the presence of renewable energy resources. This complexity is due to fluctuations in output power caused by stochastic variations in the primary energy source (sun, wind, tide levels, etc.). Additionally, the bibliographical review on Predictive Assessment of Short Duration Voltage Variations (PAVV) revealed that none of the existing methodology considered the impact of fluctuations in the output power of a wind DG on power quality indices related to SDVV. It was also noticed that the load variations during the study period are ignored in the papers on SDVV. The existence of these deficiencies and the governmental incentives for the use of wind generation motivated this research. The main aim of this dissertation is the development of a methodology for the PAVV capable of recognizing uncertainties associated with wind DG and load fluctuations. The modeling of these uncertainties was carried out using NonSequential Monte Carlo Simulation (MCS). The nodal voltages in the fault scenarios generated by MCS were evaluated using the Admittance Summation Method (ASM) in phase coordinates. The combination of the MCS with the ASM allowed estimating the following indices related to SDVV: the expected value of the SARFI (“System Average RMS – Variation – Frequency Index”) and expected nodal frequency of SDVV. Furthermore, the probability distributions and box plots of the SARFI index have been obtained. The proposed method for the PAVV was tested and validated in a test system with 32 buses. The tests results demonstrated that the DG insertion causes an improvement in the power quality indices associated with SDVV. Additionally, the substitution of conventional DG by wind DG cause a small deterioration in the power quality indices related to SDVV due to fluctuations in the output power of the wind DG. Finally, it was observed that the load fluctuations during the study period cause significant variations in the SARFI index. / A Geração Distribuída (GD) pode melhorar os índices de qualidade de energia associados com as Variações de Tensão de Curta Duração (VTCD) devido a redução no carregamento da rede elétrica, que por sua vez causa uma melhoria no perfil de tensão pré- falta. Por outro lado, a GD também pode degradar os índices de qualidade de energia associados com VTCD devido ao aumento nas correntes de falta, que por sua vez reduzem as tensões pós-falta. Além disso, a avaliação do impacto da DG sobre VTCD é mais difícil com a presença de fontes de energia renováveis. Esta complexidade se deve as flutuações na potência de saída causadas pelas variações estocásticas na fonte de energia primária (sol, vento, níveis de maré, etc.). Adicionalmente, a revisão bibliográfica realizada sobre Avaliação Preditiva de VTCD (APVT) revelou que nenhuma metodologia existente considerou o impacto de flutuações na potência de saída de geradores eólicos nos índices de qualidade referentes às VTCD. Também foi observado que flutuações de carga ao longo do período de estudo são desconsideradas nos artigos sobre APVT. A existência destas deficiências nos métodos de APVT e os incentivos governamentais para o uso de geração eólica motivaram esta pesquisa. O principal objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de uma metodologia para a APVT capaz de reconhecer as incertezas associadas com a GD eólica e flutuações de carga. A modelagem destas incertezas na APVT foi realizada através do uso da Simulação Monte Carlo (SMC) não-sequencial. As tensões nodais nos cenários de falta gerados pela Simulação Monte Carlo (SMC) foram calculadas usando-se o Método de Soma de Admitância (MSA) em coordenadas de fase. A combinação da SMC com o MSA permitiu estimar os seguintes índices probabilísticos relacionados com as VTCD: valor esperado do SARFI (“System Average RMS – Variation – Frequency Index”) e frequência nodal esperada de VTCD. Além disso, foram obtidas distribuições de probabilidade e diagramas de caixa associados com o SARFI. O método proposto nesta dissertação para a APVT foi testado em uma rede de distribuição de 32 barras. Os resultados dos testes mostram que a inserção de GD causa uma melhoria nos índices de qualidade associados com as VTCD. Adicionalmente, a substituição de GD convencional por GD eólica causa uma pequena deterioração nos índices de qualidade referentes às VTCD devido as flutuações na potência de saída da GD eólica. Finalmente, também foi observado que as flutuações na carga ao longo do período de estudo causam variações significativas no índice SARFI.

Este trabalho trata do desenvolvimento de uma metodologia e de uma ferramenta computacional de localização de faltas em sistemas elétricos de distribuição. Para tanto, considera-se o ambiente de Redes Elétricas Inteligentes, onde está à disposição uma grande diversidade de informações, como oscilografias de relés, dados de sensores, dados históricos, alarmes de medidores inteligentes, dentre outras. Convencionalmente, as metodologias de localização de defeitos em redes de distribuição se baseiam em conjuntos particulares de dados, que geralmente são medições apenas na saída do alimentador, e funcionam como uma ferramenta isolada no centro de operações. Este trabalho contribui para esse tema ao propor a Localização de Faltas como uma ferramenta de Automação Avançada, instalada em um Sistema de Gerenciamento da Distribuição. Ele deve estar integrado aos demais sistemas corporativos, dos quais obtém dados de medição, alarmes de atuação e indicação de eventos na rede, em tempo real. Um barramento de interoperabilidade permite a troca de informações entre os sistemas. O algoritmo de localização de faltas proposto considera os alarmes de atuação de chaves monitoradas, indicação de sensores, alarmes de ausência de tensão, dentre outras informações, para restringir ao máximo a área de busca do defeito. Por fim, uma implementação de Algoritmo Evolutivo permite estimar o local e a resistência de falta, a partir de testes de defeitos na área de busca. Nesse processo, os valores calculados são comparados com as medições obtidas dos respectivos pontos. Na etapa de aplicação da metodologia, foram consideradas algumas condições de monitoramento da rede elétrica: da condição de menor monitoramento ao cenário de maior monitoramento. Foi possível verificar como o aumento da quantidade de informações do sistema traz benefícios para a localização dos defeitos. / This work provides the development of a methodology and a computational tool for Fault Location (FL) in power distribution systems. The Smart Grid environment is considered, which provides a huge variety of information, such as relays waveforms, fault current sensors and historical data, smart meters alarms, among others. Conventionally, FL methodologies in power distribution systems are based on particular data sources, usually measurements at the beginning of the power feeder, which are not integrated with other corporate systems. This work contributes to the subject by proposing the FL as an Advanced Distribution Automation tool, to be installed in a Distribution Management System. As a part of the electric utility corporate systems, it obtains metering data, equipment alarms and events notifications, i.e. real time information. An Interoperability Bus (IB) allows the information exchange among the systems. The proposed FL algorithm considers monitored switches tripping alarms, current current sensors notifications, outage alarms, among other data, in order to narrow the search area as much as possible. Ultimately, an Evolutionary Algorithm (EA) implementation estimates the fault point and the fault resistance, through short-circuit tests an the search area. During that process, the computed electric quantities are compared with the measured ones at each monitored point. When applying the methodology for the case studies, some power grid monitoring conditions were considered: from the least monitored condition to the most monitored scenario. This made it possible to verify how the increase of power grid information benefits the FL algorithms.