As redes elétricas inteligentes significam um novo paradigma de fornecimento de energia, cuja concepção integra várias áreas de concentração, novas funcionalidades e funções até então não realizáveis, bem como uma pluralidade de tecnologias e a necessidade de infraestrutura de apoio para a sua realização. A transição das redes elétricas atuais para o modelo de rede inteligente constitui-se num processo complexo, que envolve aspectos técnicos, econômicos, regulatórios e sociológicos. Esta pesquisa visa contribuir significativamente para a solução dessa questão pela proposição das bases conceituais para realizar efetivamente um plano de implementação, respeitando condições vigentes e impostas por cenários de outros setores. O modelo proposto, centrado na expansão da automação, lança as bases para a análise dos impactos da rede elétrica inteligente, para a formulação, análise e seleção de alternativas de implementação. É introduzido o conceito e forma de avaliação de uma rede por meio da definição de um índice de inteligência de uma rede elétrica, composto de vários indicadores, de forma a expressar padrões de eficiência energética e operativa, aspectos de gestão de ativos e da qualidade do serviço. A proposta de alternativas para evolução da automação se baseia em um conjunto de funções pré-estabelecidas, que melhoram os indicadores de desempenho e apresentam custos e benefícios quantificáveis. / The smart grids mean a new paragon for energy supply, whose concept integrates several areas of concentration, functionalities and functions non achievable up to now, as well as a plurality of technologies and the need of supporting infrastructure for its accomplishment. The transition of the present electrical networks to the smart grid model constitutes a complex process, which involves technical, economical, regulatory and sociological aspects. This research aims to contribute significantly to the solution of this issue by proposing the conceptual basis for effectively perform an implementation plan taking into account the constraints imposed by scenarios from other sectors. The proposed model, focused in automation expansion, launches the basis for the impact analysis of Smart Grid in order to formulate, analyze and selection alternatives of implementation. The concept and evaluation method of grid through the definition of a grid intelligence index, composed by several indicators is introduced in order to express standards of energy and operational efficiency, asset management and quality of supply. The proposal of alternatives for automation evolution is based on a set of pre established functions, which improve the performance indicators and present valuable costs and benefits.

Este estudo é uma análise de interfaces e protocolos de automação que possuem potencial para serem adotados como padrões em redes elétricas inteligentes em um futuro próximo. A fim de verificar a possibilidade de implementar a IEC 61850 em uma aplicação típica de redes deste tipo, é realizada uma simulação usando o software NS-2. Os resultados deste trabalho servirão de orientação para o dimensionamento de redes de automação baseadas em IEC 61850. / This study is an analysis of automation interfaces and protocols with the potential to be adopted as standards for smart grids in the near future. In order to verify the feasibility of implementing the IEC 61850 in a typical application of such grids, it is performed a simulation using NS-2 software. The results of this work will be an orientation to dimension automation networks based on IEC 61850.

As redes elétricas inteligentes significam um novo paradigma de fornecimento de energia, cuja concepção integra várias áreas de concentração, novas funcionalidades e funções até então não realizáveis, bem como uma pluralidade de tecnologias e a necessidade de infraestrutura de apoio para a sua realização. A transição das redes elétricas atuais para o modelo de rede inteligente constitui-se num processo complexo, que envolve aspectos técnicos, econômicos, regulatórios e sociológicos. Esta pesquisa visa contribuir significativamente para a solução dessa questão pela proposição das bases conceituais para realizar efetivamente um plano de implementação, respeitando condições vigentes e impostas por cenários de outros setores. O modelo proposto, centrado na expansão da automação, lança as bases para a análise dos impactos da rede elétrica inteligente, para a formulação, análise e seleção de alternativas de implementação. É introduzido o conceito e forma de avaliação de uma rede por meio da definição de um índice de inteligência de uma rede elétrica, composto de vários indicadores, de forma a expressar padrões de eficiência energética e operativa, aspectos de gestão de ativos e da qualidade do serviço. A proposta de alternativas para evolução da automação se baseia em um conjunto de funções pré-estabelecidas, que melhoram os indicadores de desempenho e apresentam custos e benefícios quantificáveis. / The smart grids mean a new paragon for energy supply, whose concept integrates several areas of concentration, functionalities and functions non achievable up to now, as well as a plurality of technologies and the need of supporting infrastructure for its accomplishment. The transition of the present electrical networks to the smart grid model constitutes a complex process, which involves technical, economical, regulatory and sociological aspects. This research aims to contribute significantly to the solution of this issue by proposing the conceptual basis for effectively perform an implementation plan taking into account the constraints imposed by scenarios from other sectors. The proposed model, focused in automation expansion, launches the basis for the impact analysis of Smart Grid in order to formulate, analyze and selection alternatives of implementation. The concept and evaluation method of grid through the definition of a grid intelligence index, composed by several indicators is introduced in order to express standards of energy and operational efficiency, asset management and quality of supply. The proposal of alternatives for automation evolution is based on a set of pre established functions, which improve the performance indicators and present valuable costs and benefits.

SILVA, K. Q. Sistema de proteção adaptativa. 2014. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-22T11:48:40Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_kqsilva.pdf: 1586650 bytes, checksum: 8a859b5a35e52869617f7ed06ed43bb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-24T11:21:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_kqsilva.pdf: 1586650 bytes, checksum: 8a859b5a35e52869617f7ed06ed43bb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-24T11:21:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_kqsilva.pdf: 1586650 bytes, checksum: 8a859b5a35e52869617f7ed06ed43bb2 (MD5) Previous issue date: 2014-11-27 / This paper proposes an adaptive protection system (SPA) developed in Matlab, in order to make the smart grid for greater flexibility reliability and security of the electric power system the protection system proposed is able to assist in the study of protection by the choice of settings to be entered in the relay once the mains relays are parameterized adaptive protection is responsible for discerning between a change of setting group or send new settings this decision is taken by the SPA in the control center and sent to the grid relays in real time the SPA was tested in a medium voltage distribution grid and the sending of change protection setting was validated using SEL-751 relay using communication via Telnet based on testing the proposed SPA acted properly ensuring selectivity and coordination of the protection system / Este trabalho propõe um sistema de proteção adaptativa (SPA) desenvolvido em Matlab com o intuito de tornar a rede elétrica inteligente para maior flexibilidade confiabilidade e segurança do sistema elétrico de potência o sistema de proteção proposto é capaz de auxiliar no estudo de proteção para a escolha dos ajustes a serem inseridos no relé uma vez que os relés da rede elétrica estejam parametrizados a proteção adaptativa é responsável por discernir entre uma mudança de grupo de ajuste ou envio de novos ajustes essa decisão é tomada pelo SPA no centro de controle e enviada aos relés da rede em tempo real o SPA foi testado em uma rede de distribuição de média tensão e o envio de mudança de ajuste da proteção foi validado em relé SEL-751 usando comunicação via Telnet com base nos testes realizados o SPA proposto atuou corretamente garantindo seletividade e coordenação do sistema de proteção

Orientadores: Rangel Arthur, Francisco José Arnold / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T23:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedrosa_JezerOliveira_M.pdf: 1689446 bytes, checksum: fa812fba987c6c905ee50de809f6f732 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho é criada uma base de dados de sinais de corrente de cargas domésticas e é proposta uma técnica para a identificação dessas cargas, etapa necessária para a desagregação das cargas dentro do contexto SMART GRID. A técnica de desagregação proposta baseia-se no uso de redes neurais e na transformada wavelet. A identificação das cargas elétricas tem como objetivo a descoberta de qual equipamento está ligado na rede elétrica. Dessa forma é possível calcular separadamente quanto cada equipamento está consumindo de energia elétrica. Os resultados obtidos a partir das informações extraídas com o emprego dos algoritmos propostos são discutidos e apresentados. Os algoritmos de processamento e identificação das cargas via redes neurais e transformada wavelet foram desenvolvidos no ambiente do MATLAB. Os resultados encontrados comprovam a eficácia da técnica proposta / Abstract: This work aims to create a current signal database of domestic loads and proposes a technique for identifying such loads, necessary step for the disaggregation of loads in the Smart-grid context. The disaggregation of the proposed technique is based on the use of neural networks and wavelet transform. The identification of electrical loads aims to discover what equipment is connected to utility power. Thus it is possible to calculate separately for each device is consuming electricity. The results obtained from the information derived from the proposed algorithms are discussed and presented. The algorithms processing and load identification by wavelet and neural networks were developed using MATLAB environment. The results prove the efficiency of the proposed technique / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Orientador: Dionízio Paschoareli Júnior / Resumo: No planejamento da integração de fontes de geração distribuída no sistema de distribuição em baixa tensão é fundamental que haja a investigação dos efeitos provocados nas condições operacionais da rede, tais como níveis de tensão e carregamento de transformadores. Com vista ao potencial aumento da geração fotovoltaica no cenário brasileiro e à iminente migração tecnológica das redes tradicionais para as chamadas redes inteligentes, a resposta da demanda se apresenta como uma das estratégias para possibilitar uma integração eficiente de recursos energéticos distribuídos. Na aplicação de um programa de resposta da demanda, especificamente para o cenário de uma distribuidora, permitiu-se concluir, através da utilização de dados reais, que no processo de planejamento de integração de novas fontes de geração de natureza fotovoltaica, a aplicação de uma estrutura tarifária com custos diferenciados horários baseados no custo marginal de capacidade do sistema, possibilita que sejam observadas melhores condições operacionais da rede. A aplicação da nova estrutura tarifária horária indica uma significativa alteração no perfil de carga esperado dos consumidores de baixa tensão o que refletiu em melhores valores de níveis de tensão e aumento da capacidade livre do transformador em integrar novas fontes distribuídas no sistema. / Abstract: In planning the integration of distributed generation sources in the low voltage distribution system, it is essential to investigate the effects caused by the network operating conditions, such as voltage levels and transformer loading. By the point of view of the potential increase in photovoltaic generation for the Brazilian scenario and the imminent technological migration of traditional networks to the so-called Smart Grids, demand response is one of the strategies to enable the efficient integration of distributed energy resources. By applying a demand response program, specifically for the scenario of a distribution company, it was possible to conclude, by using real data, that in the integration planning process of new photovoltaic based generation sources, the application of a tariff structure with hourly differentiated costs based on the system's marginal cost of capacity, allows better operational conditions of the network to be observed. The application of the new hourly tariff structure indicates a significant change in the expected load profile of the low voltage consumers, which reflected in better values of voltage levels and rising of the free capacity of the transformer to integrate new distributed sources into the system. / Doutor

As Redes Elétricas Inteligentes podem ser entendidas como o uso intensivo de tecnologias de informação e comunicação nas redes elétricas, permitindo um fluxo bidirecional de informações e eletricidade pela rede, de forma a obter uma infraestrutura capaz de automaticamente monitorar, proteger e otimizar a operação de seus elementos. A modernização da infraestrutura elétrica no sentido das Redes Elétricas Inteligentes é inevitável e trará profundas mudanças em todos os segmentos do sistema elétrico. Embora a tecnologia necessária para essa modernização já exista a um custo razoável, ainda restam várias questões que devem ser resolvidas. Indefinições em relação aos padrões a serem adotados, regulamentações, segurança, privacidade e vários aspectos tecnológicos dificultam uma implementação coerente, adiando essa modernização. Assim, este trabalho busca apresentar esse cenário em relação às Redes Elétricas Inteligentes, investigando as tendências e situação atual. Dentre essas tendências, há um grande interesse em definir e implementar mecanismos que incentivem uma maior conscientização dos consumidores em relação ao seu uso de energia, além de uma participação ativa dos mesmos no mercado de energia. Isso exigirá a utilização de ferramentas que possibilitem a redução de custos através do uso mais eficiente da energia. Assim, é também proposto um framework para a construção e análise dessas ferramentas que buscam auxiliar os consumidores nesse cenário em formação. O framework proposto foi construído utilizando uma abordagem por Sistemas Multiagentes e possibilita a construção, simulação e análise de diversos sistemas, em diferentes cenários, com variados tipos de equipamentos, tanto reais como virtuais, sob diferentes protocolos de comunicação e com a possibilidade de uso de diversos algoritmos para a operação conjunta dos equipamentos. / Smart Grids can be understood as the intensive use of information and communication technologies over the electricity networks, allowing a bidirectional flow of information and electricity through the network. It is a system that tries to optimize the supply and demand of energy through the integration of distributed generation and renewable energy resources, and through the active participation of consumers as well as an intense trade relationship between all the segments of the electricity sector. The modernization of the electrical infrastructure towards Smart Grids is inevitable and it will bring deep changes in all segments of the electrical system. Although the necessary technology for this modernization already exists at a reasonable cost, there are still several issues to be solved. Uncertainties regarding standards to be adopted, regulations, security, privacy and many technological aspects difficult a consistent implementation and, therefore, delay this modernization. Thus, this study aims to present the Smart Grid scenario, by the investigation of its current situation and tendencies. Among these tendencies, there is a great interest to define and implement mechanisms to encourage consumer to take care about their electrical energy use and to stimulate their active participation in the energy market. This will require tools that will help them to reduce costs through a more efficient use of energy. Therefore, this work proposes also a framework for the development and analysis of these tools that help consumers at this scenario under construction. The proposed framework is built using a Multiagent System approach which allows the construction, simulation and analysis of various systems in different scenarios. In addition, it allows the use of several types of equipments, both real and virtual, under different communication protocols and with the possible use of various algorithms for a joint operation of all Smart Grid equipments.

Submitted by SAULO GOMES MOREIRA null (saulo.moreira@ufms.br) on 2017-07-10T19:51:39Z No. of bitstreams: 1 Tese - Saulo Gomes Moreira - versão final.pdf: 2776138 bytes, checksum: 0b13189e5f5b94bb917bb0912bd62b0f (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-07-13T20:43:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 moreira_sg_dr_ilha.pdf: 2776138 bytes, checksum: 0b13189e5f5b94bb917bb0912bd62b0f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-13T20:43:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 moreira_sg_dr_ilha.pdf: 2776138 bytes, checksum: 0b13189e5f5b94bb917bb0912bd62b0f (MD5) Previous issue date: 2017-06-02 / No planejamento da integração de fontes de geração distribuída no sistema de distribuição em baixa tensão é fundamental que haja a investigação dos efeitos provocados nas condições operacionais da rede, tais como níveis de tensão e carregamento de transformadores. Com vista ao potencial aumento da geração fotovoltaica no cenário brasileiro e à iminente migração tecnológica das redes tradicionais para as chamadas redes inteligentes, a resposta da demanda se apresenta como uma das estratégias para possibilitar uma integração eficiente de recursos energéticos distribuídos. Na aplicação de um programa de resposta da demanda, especificamente para o cenário de uma distribuidora, permitiu-se concluir, através da utilização de dados reais, que no processo de planejamento de integração de novas fontes de geração de natureza fotovoltaica, a aplicação de uma estrutura tarifária com custos diferenciados horários baseados no custo marginal de capacidade do sistema, possibilita que sejam observadas melhores condições operacionais da rede. A aplicação da nova estrutura tarifária horária indica uma significativa alteração no perfil de carga esperado dos consumidores de baixa tensão o que refletiu em melhores valores de níveis de tensão e aumento da capacidade livre do transformador em integrar novas fontes distribuídas no sistema. / In planning the integration of distributed generation sources in the low voltage distribution system, it is essential to investigate the effects caused by the network operating conditions, such as voltage levels and transformer loading. By the point of view of the potential increase in photovoltaic generation for the Brazilian scenario and the imminent technological migration of traditional networks to the so-called Smart Grids, demand response is one of the strategies to enable the efficient integration of distributed energy resources. By applying a demand response program, specifically for the scenario of a distribution company, it was possible to conclude, by using real data, that in the integration planning process of new photovoltaic based generation sources, the application of a tariff structure with hourly differentiated costs based on the system's marginal cost of capacity, allows better operational conditions of the network to be observed. The application of the new hourly tariff structure indicates a significant change in the expected load profile of the low voltage consumers, which reflected in better values of voltage levels and rising of the free capacity of the transformer to integrate new distributed sources into the system.

As Redes Elétricas Inteligentes podem ser entendidas como o uso intensivo de tecnologias de informação e comunicação nas redes elétricas, permitindo um fluxo bidirecional de informações e eletricidade pela rede, de forma a obter uma infraestrutura capaz de automaticamente monitorar, proteger e otimizar a operação de seus elementos. A modernização da infraestrutura elétrica no sentido das Redes Elétricas Inteligentes é inevitável e trará profundas mudanças em todos os segmentos do sistema elétrico. Embora a tecnologia necessária para essa modernização já exista a um custo razoável, ainda restam várias questões que devem ser resolvidas. Indefinições em relação aos padrões a serem adotados, regulamentações, segurança, privacidade e vários aspectos tecnológicos dificultam uma implementação coerente, adiando essa modernização. Assim, este trabalho busca apresentar esse cenário em relação às Redes Elétricas Inteligentes, investigando as tendências e situação atual. Dentre essas tendências, há um grande interesse em definir e implementar mecanismos que incentivem uma maior conscientização dos consumidores em relação ao seu uso de energia, além de uma participação ativa dos mesmos no mercado de energia. Isso exigirá a utilização de ferramentas que possibilitem a redução de custos através do uso mais eficiente da energia. Assim, é também proposto um framework para a construção e análise dessas ferramentas que buscam auxiliar os consumidores nesse cenário em formação. O framework proposto foi construído utilizando uma abordagem por Sistemas Multiagentes e possibilita a construção, simulação e análise de diversos sistemas, em diferentes cenários, com variados tipos de equipamentos, tanto reais como virtuais, sob diferentes protocolos de comunicação e com a possibilidade de uso de diversos algoritmos para a operação conjunta dos equipamentos. / Smart Grids can be understood as the intensive use of information and communication technologies over the electricity networks, allowing a bidirectional flow of information and electricity through the network. It is a system that tries to optimize the supply and demand of energy through the integration of distributed generation and renewable energy resources, and through the active participation of consumers as well as an intense trade relationship between all the segments of the electricity sector. The modernization of the electrical infrastructure towards Smart Grids is inevitable and it will bring deep changes in all segments of the electrical system. Although the necessary technology for this modernization already exists at a reasonable cost, there are still several issues to be solved. Uncertainties regarding standards to be adopted, regulations, security, privacy and many technological aspects difficult a consistent implementation and, therefore, delay this modernization. Thus, this study aims to present the Smart Grid scenario, by the investigation of its current situation and tendencies. Among these tendencies, there is a great interest to define and implement mechanisms to encourage consumer to take care about their electrical energy use and to stimulate their active participation in the energy market. This will require tools that will help them to reduce costs through a more efficient use of energy. Therefore, this work proposes also a framework for the development and analysis of these tools that help consumers at this scenario under construction. The proposed framework is built using a Multiagent System approach which allows the construction, simulation and analysis of various systems in different scenarios. In addition, it allows the use of several types of equipments, both real and virtual, under different communication protocols and with the possible use of various algorithms for a joint operation of all Smart Grid equipments.

As Redes Elétricas Inteligentes podem ser entendidas como o uso intensivo de tecnologias de informação e comunicação nas redes elétricas, permitindo um fluxo bidirecional de informações e eletricidade pela rede, de forma a obter uma infraestrutura capaz de automaticamente monitorar, proteger e otimizar a operação de seus elementos. A modernização da infraestrutura elétrica no sentido das Redes Elétricas Inteligentes é inevitável e trará profundas mudanças em todos os segmentos do sistema elétrico. Embora a tecnologia necessária para essa modernização já exista a um custo razoável, ainda restam várias questões que devem ser resolvidas. Indefinições em relação aos padrões a serem adotados, regulamentações, segurança, privacidade e vários aspectos tecnológicos dificultam uma implementação coerente, adiando essa modernização. Assim, este trabalho busca apresentar esse cenário em relação às Redes Elétricas Inteligentes, investigando as tendências e situação atual. Dentre essas tendências, há um grande interesse em definir e implementar mecanismos que incentivem uma maior conscientização dos consumidores em relação ao seu uso de energia, além de uma participação ativa dos mesmos no mercado de energia. Isso exigirá a utilização de ferramentas que possibilitem a redução de custos através do uso mais eficiente da energia. Assim, é também proposto um framework para a construção e análise dessas ferramentas que buscam auxiliar os consumidores nesse cenário em formação. O framework proposto foi construído utilizando uma abordagem por Sistemas Multiagentes e possibilita a construção, simulação e análise de diversos sistemas, em diferentes cenários, com variados tipos de equipamentos, tanto reais como virtuais, sob diferentes protocolos de comunicação e com a possibilidade de uso de diversos algoritmos para a operação conjunta dos equipamentos. / Smart Grids can be understood as the intensive use of information and communication technologies over the electricity networks, allowing a bidirectional flow of information and electricity through the network. It is a system that tries to optimize the supply and demand of energy through the integration of distributed generation and renewable energy resources, and through the active participation of consumers as well as an intense trade relationship between all the segments of the electricity sector. The modernization of the electrical infrastructure towards Smart Grids is inevitable and it will bring deep changes in all segments of the electrical system. Although the necessary technology for this modernization already exists at a reasonable cost, there are still several issues to be solved. Uncertainties regarding standards to be adopted, regulations, security, privacy and many technological aspects difficult a consistent implementation and, therefore, delay this modernization. Thus, this study aims to present the Smart Grid scenario, by the investigation of its current situation and tendencies. Among these tendencies, there is a great interest to define and implement mechanisms to encourage consumer to take care about their electrical energy use and to stimulate their active participation in the energy market. This will require tools that will help them to reduce costs through a more efficient use of energy. Therefore, this work proposes also a framework for the development and analysis of these tools that help consumers at this scenario under construction. The proposed framework is built using a Multiagent System approach which allows the construction, simulation and analysis of various systems in different scenarios. In addition, it allows the use of several types of equipments, both real and virtual, under different communication protocols and with the possible use of various algorithms for a joint operation of all Smart Grid equipments.