Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis aims to present a methodology for comparing the performance electrical, mechanical and hydraulic under the focus of the energy efficiency of pumping systems controlled by valves of strangulation or by the frequency converters. The trigger is held by engines of the line standard or high efficiency. Therefore, this paper presents the simulation in domain of time from a computer platform called ATP (Alternative Transient Program). Complementing the aspects earlier, the validation of proposal modeling, is performed by comparing the simulated values and those from the tests. Finally, it should be emphasized that the laboratory experiments were performed in the laboratory for energy efficiency of the Faculty of Electrical Engineering of the Federal University of Uberlândia. / Esta dissertação tem por objetivo apresentar uma metodologia de comparação do desempenho elétrico, mecânico e hidráulico, sob o enfoque da eficiência energética, de sistemas de bombeamento controlados por válvulas de estrangulamento ou por inversores de freqüência. O acionamento é realizado pelos motores da linha padrão ou de alto rendimento. Neste sentido, este trabalho apresenta a simulação no domínio do tempo a partir de uma plataforma computacional denominada ATP (Alternative Transient Program). Complementando os aspectos anteriores, a validação da modelagem proposta, é realizada através da comparação entre os valores simulados e aqueles oriundos dos ensaios experimentais. Finalmente, deve-se destacar que os experimentos laboratoriais foram executados no laboratório de eficiência energética da Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia. / Mestre em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent years, the growth of the electrical system associated with non ideal conditions can compromise the normal operation devices. This fact is becoming extremely important, as much the consumers as for the electric utilities. In this way, the electrical agencies are more concerned about, for example, the distribution voltage levels. With this in mind, the voltage regulation device has been one of the more used equipment with the purpose of voltage levels correction or adequacy, either agricultural or urban site. This equipment, in its usual structure, is composed by an autotransformer with a tap automatic mechanism that presents a high time delay and does not apply to the shortduration voltage variations requirements, imposed by electrical standards. Aiming at adjusting the voltage regulator to the distribution requirements, that is, to minimize its time delay to any voltage variation, transitory studies of tap commutation must be elaborated. This work aims at modelling a single-phase 32 step voltage regulator in a computational simulator called ATP (EMTP). This modelling is based on the core magnetic characteristics and it is constituted of linear and non linear inductances representing the flux through the air and through the steel core. By considering the laboratory difficulties to make measurements in a voltage medium equipment (13.8 kV), a typical voltage regulator prototype was constructed (220 V) and a laboratory arrangement was used to validate the corresponding modelling. / O grande crescimento do setor elétrico associado ao fato de a qualidade da energia elétrica fornecida estar se tornando um fator de extrema importância, tanto para os consumidores como para as empresas concessionárias de energia, fez com que os órgãos regulamentadores do setor passassem a se preocupar mais com, por exemplo, os níveis de tensão de uma rede de distribuição. Sob esse ponto de vista, o regulador de tensão tem sido um dos equipamentos mais utilizados no sentido de correção, ou adequação dos níveis de tensão de uma rede de distribuição, seja ela rural ou urbana. Esse equipamento, na sua forma mais usual, é constituído de um autotransformador com um mecanismo automático comutador de tap´s que, por ser mecânico, é lento e não atende às exigências das variações de tensão de curta duração (VTCD) impostas pelas normas vigentes. Visando adequar o regulador de tensão às exigências do mercado, ou seja, minimizar o seu tempo de resposta a qualquer variação de tensão, estudos sobre situações transitórias de comutação de tap´s devem ser elaboradas. Neste sentido, surge esta dissertação, com o objetivo de desenvolver uma modelagem para representar um regulador de tensão monofásico com 32 degraus no programa ATP (EMTP). A modelagem é baseada nas características do circuito magnético do núcleo e é constituída de indutores lineares representando o fluxo através do ar e indutores não lineares representando o fluxo através do núcleo de ferro. Tendo-se em vista as dificuldades laboratoriais para fazer medições em um equipamento de média tensão (13,8 kV), foi construído um modelo reduzido do regulador de tensão, semelhante ao regulador comercial típico, em baixa tensão (220 V). Ensaios laboratoriais foram realizados com o intuito de validar o modelo computacional em baixa tensão. / Mestre em Ciências

Neste trabalho realizamos um estudo do Despacho de Potência Ativa AC, o qual é uma estratégia de alocação da geração de potência entre as usinas de um sistema. Para isto, obtivemos dados teóricos, a partir de levantamento bibliográfico, que explicitaram os conceitos de Despacho Ativo. Fundamentamos, metodologicamente, nossa pesquisa no Método da Função Lagrangeana Aumentada. O sistema de equações resultantes das condições de otimalidade foram resolvidos pelo Método de Newton Modificado. Apresentamos os resultados de estudos de casos acadêmicos para a validação e verificação da eficiência da abordagem proposta. Os resultados indicaram uma coerência com as perspectivas reais de contribuição na resolução do Despacho Ótimo de Potência Ativa AC. / In this work we accomplished a study of the AC Active Power Dispatch, which is a strategy of distribution of the power generation among the plants of a system. For this, we obtained theoretical data, starting from bibliographical investigation, that elucidated the concepts of Active Dispatch. We based our research in the Method of the Augmented Lagrangian Function. The equation system originated of the optimal conditions was solved for Modified Newton\'s Method. We presented the results of studies of academic cases for the validation and verification of the efficiency of the proposal approach. The results indicated a coherence with the real perspectives of contribution in the resolution of the AC Active Optimal Power Dispatch.

Orientador: Jose Carlos de Souza Braga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Economia / Made available in DSpace on 2018-08-09T20:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmaralFilho_JoseBonifaciodeSouza_D.pdf: 2626394 bytes, checksum: c6e3bbfd2e9421ef9fc7a39011ad2072 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho apresenta uma visão geral da reforma e evolução recente do setor elétrico brasileiro e mostra que, não obstante as mudanças já promovidas, alguns problemas não resolvidos e limitações estruturais apontam para dificuldades de suprimento e custos crescentes da energia elétrica. O trabalho mostra que o setor elétrico brasileiro passou por importantes transformações, após a crise financeira vivida pelas concessionárias estatais nos anos 80 e 90: a regulação setorial foi profundamente alterada desde 1993, uma grande parte das empresas estatais foi transferida para controle privado desde 1995, e uma consultoria internacional iniciou em 1996 um trabalho de apoio à re-estruturação setorial e desenho de um novo modelo a ser implementado, o que foi concluído em 1998. Em 2001 a reforma setorial ainda não havia sido completada quando a crise de oferta de eletricidade levou ao racionamento do consumo e à necessidade de revisão do modelo proposto. Em 2003, a nova administração federal reabriu as discussões sobre o modelo e novas mudanças foram implantadas em 2004, visando a segurança do abastecimento e a modicidade tarifária. Entretanto, a nova sistemática de expansão da geração ainda não está satisfatoriamente equacionada, especialmente no segmento livre do mercado, e o segmento regulado poderá ser afetado pela disputa pela energia existente, a par de uma tendência de elevação de preços do novo suprimento de energia / Abstract: This work presents an overview of reform and recent evolution of the Brazilian electric sector and shows that, in spite of the changes that have been already carried out, some problems still remain and structural limitations point to difficulties in supply and growing costs of electricity. The work shows that Brazilian electric sector experienced important changes, after the financial crisis that involved state owned utilities in the 80¿s and beginning of the 90¿s: regulation was deeply modified since 1993, a great number of state owned utilities was privatized since 1995, and international consultants initiated in 1996 a work to support the electric sector restructuring and the design of a new model to be implemented, which was concluded in 1998. In 2001, the reform had not yet been completed when electricity supply crisis irrupted and provoked rationing of consumption and the need to review the proposed model. A new federal administration reopened discussions in 2003 regarding the model and new changes were implemented in 2004, aiming at to secure the expansion of supply combined with tariff moderateness. The new systematic of expansion of electricity supply is not satisfactorily established yet, in special in the ¿free market¿ segment, and the ¿regulated market¿ segment can be affected by the dispute for existing energy, along with a tendency of prices of new supply to increase / Doutorado / Teoria Economica / Doutor em Ciências Econômicas

Made available in DSpace on 2018-03-22T15:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11684_Tese MB.pdf: 975008 bytes, checksum: 39bf558df9b9f3e0443846b4fd1d3c16 (MD5) Previous issue date: 2018-01-09 / Modelos do sistema elétrico são importantes para permitir a realização de diversos estudos, visando a redução de perdas, melhoria da qualidade da energia, entre outros. No cenário atual a realização de análises harmônicas torna-se necessária devido à crescente inserção de cargas não lineares no sistema. Uma vez que os perfis de tensão e corrente das redes são fortemente afetados pelo comportamento da carga, sua modelagem é essencial para realizar tais análises. Diferente dos outros modelos harmônicos encontrados a literatura, esta tese apresenta duas novas propostas de modelagem de carga. A primeira proposta combina o modelo ZIP e uma matriz de admitância cruzada. Esta combinação reúne os benefícios da caracterização de cargas pelo tradicional modelo ZIP, que provê algum conhecimento físico sobre a carga, bem como o cruzamento de frequências dado por uma matriz de admitância. Neste caso, procura-se limitar os coeficientes ZIP, visando identificar a proporção da potência em termos de impedância constante, corrente constante e potência constante. Além disso, é discutido o método para a determinação dos parâmetros do modelo, usando busca exaustiva e regressão linear múltipla. Na segunda proposta, o novo modelo é baseado em um circuito que agrega componentes de impedância, corrente e potência, em uma configuração diferente daquelas encontradas na literatura. O acoplamento entre várias ordens harmônicas é proporcionado por uma matriz de correntes constantes. O método de regressão linear múltipla é utilizado para determinar os parâmetros do modelo. Aspectos relacionados à seleção de dados e à determinação da quantidade de amostras são abordados nas duas propostas. Em ambos os casos foi possível determinar de forma acurada a injeção harmônica no barramento da carga, mediante o conhecimento de sua tensão alimentação. Estudos de caso com uma carga real, usando dados obtidos com um medidor de qualidade de energia, exemplificam a aplicação dos modelos em uma carga eletrônica. Vários outros estudos de caso foram implementados, utilizando um software simulador de transitórios eletromagnéticos, para evidenciar a eficácia dos modelos proposto em diferentes cargas. Em um destes estudos, foi aplicada a metodologia proposta para a modelagem harmônica de um conjunto de cargas conectadas a uma rede radial. Os resultados obtidos no estudo da carga experimental, bem como nos demais estudos de caso, mostraram que os modelos propostos foram capazes de representar o comportamento harmônico das cargas avaliadas com elevada exatidão.

Orientador: Paulo de Barros Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:25:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_AlaiseGarcia_M.pdf: 1965182 bytes, checksum: a4a57857200e8e18940e105f851d2024 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A repotenciação de usinas hidrelétricas visa aumentar a sua capacidade de geração, realizando melhorias na estrutura das usinas ou troca de equipamentos. É uma alternativa de custos baixos para aumentar a capacidade de geração quando comparada à construção de novos empreendimentos. A repotenciação, foco deste trabalho consiste em substituir as turbinas da usina. Com isto, aumenta-se o rendimento na geração de energia elétrica. No entanto, este rendimento não é constante ao longo da faixa de operação da máquina, podendo ser descrito por curvas, sendo que o formato delas dependente das características da turbina. Nesta dissertação, o objetivo é, dados vários perfis de possíveis curvas de eficiência de novas turbinas, determinar quais as melhores combinações de curvas que otimizariam a geração da usina de acordo com as características operativas da mesma. Para isto, um problema de otimização não linear inteiro misto foi formulado, e um modelo computacional utilizando um método de execução paralelo ao da Decomposição de Benders foi desenvolvido para a resolução do problema de otimização matemática. As simulações foram realizadas com dados fornecidos pela Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (CHESF). Concluiu-se que o ideal para os patamares praticados seria uma repotenciação utilizando turbinas com perfis de curvas diferentes e não somente com um perfil / Abstract: The repowering of hydro power plants increases their generating capacity by improving the structure or changing equipment. It is a low cost alternative to improve the generation capacity comparing with the building of new plants. Repowering by changing the hydro-turbines is the focus of this work. By doing that, the efficiency of the energy generation process is improved but, the efficiency is not constant. It can be described by a curve. The curve shape depends on the turbine's characteristics. The aim of this work is, given some possible turbines curve shapes, determine the combination of curves that optimizes the power plant generation according to the plant operational characteristics. A mixed integer nonlinear programming was formulated and a parallel implementation of Bender's decomposition method was developed to solve the problem of mathematical optimization. Simulations were done with data given by the São Francisco's Hydroelectric Company (CHESF). It was concluded that the ideal would be charged to the levels using a repowering turbines with profiles of different curves and not only one profile / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Paulo Morelato França / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T20:11:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_ViniciusJacques_D.pdf: 1756755 bytes, checksum: e845cc09a5de807da958e9792684e777 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Depois da regulamentação do setor elétrico brasileiro, a qualidade no fornecimento de energia ganhou maior importância por parte das concessionárias. Neste contexto, o problema de restauração do serviço tem particular relevância pela relação com a freqüência e duração das interrupções no fornecimento: através de alterações na configuração original da rede, busca-se reduzir a carga não atendida sem deixar de observar as restrições de capacidade dos alimentadores, de queda de tensão nas barras de carga e de radialidade da rede. Considerando o caráter temporário destas manobras, torna-se desejável reduzir o grau de intervenção de modo a facilitar a restauração da configuração original. Nesta tese é considerado o problema multiobjetivo de restauração do serviço que compreende a minimização da carga sem fornecimento e do número de chaves manipuladas. Depois da definição matemática do problema, da revisão da literatura especializada e da descrição de um "framework" para problemas relacionados, são descritas duas heurísticas, uma construtiva e outra de melhoramento. A seguir, apresentam-se duas metaheurísticas para o problema, uma Busca Tabu e um Algoritmo Evolutivo, ambas baseadas em otimização de Pareto. Por fim, por meio de estudos práticos com sistemas de distribuição brasileiros, avalia-se experimentalmente a aplicabilidade das abordagens propostas / Abstract: After the Brazilian electric power market regulation, quality of service became a crucial concern of utilities. In fact, the service restoration has a particular importance since it is closely related to frequency and duration of service interruption: through network reconfigurations, one aims to reduce the non supplied load while respecting constraints like feeder and voltage limits as well as the maintenance of a radial structure. Considering that this emergency state is transitory existing only until the fault is eliminated, it is convenient to reduce the number of switching operations in order to make the return back to the original configuration easy. This work considers the multiobjective service restoration to minimize both the load not supplied and the number of switching operations. After defining the mathematical formulation proposed and presenting the bibliographical survey with the description of a new framework to related problems, two new heuristics are presented, one for constructive search and another one for neighborhood search. Next, two metaheuristics especially developed for the referred problem are described, both based on Pareto optimization. Finally, the effectiveness of these proposed methods are proved in a set of five systems, three of them referring to actual Brazilian systems / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Andre Luiz Morelato França, Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:54:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VieiraJunior_JoseCarlosdeMelo_D.pdf: 1983649 bytes, checksum: 2abfcaa471b650a7138b798950c476a7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Uma das principais funções dos sistemas de proteção de geradores distribuídos conectados em redes de subtransmissão ou de distribuição de energia elétrica é desconectá-los tão logo uma situação de ilhamento seja detectada. O ilhamento ocorre quando parte da rede elétrica é desconectada do restante do sistema da concessionária, mas continua a ser energizada por um ou mais geradores distribuídos conectados a ela, formando um subsistema isolado da concessionária. Esta ocorrência deve ser evitada porque coloca em risco a segurança de pessoas e equipamentos e pode deteriorar a qualidade da energia suprida aos consumidores locais. Neste contexto, esta tese de doutorado propõe novas metodologias para avaliar de forma sistemática e ajustar alguns dos principais relés de proteção anti-ilhamento de geradores síncronos. As técnicas analisadas compreendem os relés de deslocamento de fase ou ¿salto de vetor¿, relés de taxa de variação de freqüência, relés de sub/sobrefreqüência convencionais e os relés de sub/sobretensão convencionais. A aplicação das metodologias desenvolvidas mostrou que elas são ferramentas eficientes para avaliar e determinar o desempenho desses relés quanto à detecção de ilhamentos, auxiliando na seleção dos esquemas de proteção e ajustes mais adequados / Abstract: One of the main functions of distributed generators¿ protection systems is the capability to disconnect the generators immediately after an islanding occurrence is detected. Islanding occurs when a portion of the distribution system is disconnected from the utility grid, yet remains energized by one or more distributed generators connected to it. This operating condition should be avoided because it poses safety risks to utility personnel and equipments as well as it can cause power quality problems to the local costumers. In this context, this thesis proposes new methodologies to systematically evaluate and adjust some anti-islanding techniques applied to synchronous generators. The techniques analyzed are the under/over frequency relays, the rate of change of frequency (ROCOF) relays, the vector surge or vector jump relays and the under/overvoltage relays. The results have shown that the proposed methodologies can be efficient tools to evaluate and to determine the performance of these anti-islanding relays, consequently, they can help protection engineers to select the most proper protection devices and their settings / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_MarcosAntoniodoNascimento_M.pdf: 908712 bytes, checksum: d5cf1733a05a1a20b87eb0c7abf094fb (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A reconfiguração de sistemas de distribuição consiste na alteração da topologia da rede através do fechamento e abertura de chaves instaladas em pontos estratégicos da rede. Normalmente o procedimento é utilizado para fins de isolamento de faltas, minimização de perdas de potência ativa e balanceamento de cargas entre os alimentadores. Esse problema é de difícil resolução devido ao grande número de variáveis envolvidas e das restrições impostas, sendo a restrição de radialidade a de mais difícil representação matemática. O problema pode ser classificado como um problema de programação não linear inteiro misto (PNLIM) e apresenta o fenômeno de explosão combinatorial. Este trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de um algoritmo de Busca Tabu para a reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica tendo como objetivo a maximização da margem de segurança com relação à estabilidade de tensão (ou margem de carregamento). São apresentados resultados para sistemas de 14 barras, 32 barras, 69 barras, 84 barras e os sistemas reais de 135 barras e 202 barras / Abstract: The network reconfiguration consists in modifying the topology of the network through the closing and opening of switches installed in strategical points. The reconfiguration of distribution systems is usually done to isolate faults, minimize real power losses, or to balance the load among feeders. This problem is difficult due to the great number of variables involved and the imposed constraints, being the constraint of radial structure of more difficult mathematical representation. The problem can be classified as nonlinear mixed integer programming problems with combinatorial explosion. The main objective of this work is to develop a Tabu Search algorithm for the reconfiguration of distribution systems for voltage stability margin enhancement. Results for the systems: 14 buses, 32 buses, 69 buses, 84 buses and the real systems 135 bus and 202 bus are presented and discussed. / Mestrado / Sistemas de Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Sigmar Maurer Deckmann, Fernando Pinhabel Marafão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T01:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoralesParedes_HelmoKelis_M.pdf: 3000642 bytes, checksum: a52059dba0b167ed3326ffa3bf6f7d5f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho visa a contribuir para os estudos de instrumentação de sistemas de potência e monitoramento de Qualidade da Energia Elétrica (QEE), discutindo a importância da referência da tensão, de forma a permitir relacionar os efeitos dos distúrbios com o verdadeiro impacto que causam sobre as cargas. Esta correlação ainda é um ponto pouco estudado no âmbito da QEE. Considerando o cenário do ponto de vista de teoria de potência e qualidade da energia elétrica, inicialmente serão apresentadas as técnicas de medição das tensões, fazendo uma análise crítica, mostrando suas convergências, particularidades e deficiências. Por outro lado, será mostrado que a escolha da referência de tensão, leva a diferentes equacionamentos para a potência aparente e o fator de potência em sistemas com formas de onda não-senoidais e/ou assimétricas. Essas divergências têm suscitado discussões em nível internacional sobre a forma mais adequada de medição. Estudos sobre alguns indicadores de QEE ilustram como a escolha da referência de tensão influencia na avaliação da distorção harmônica total, do fator de desequilíbrio e de uma VTCD, especialmente em sistemas trifásicos com condutor de retorno (4 fios). Finalmente, através do Teorema de Blakesley, será apresentada uma metodologia, que permite associar as medidas de tensão relativas ao condutor neutro, com as medidas com referência no ponto "zero virtual", de modo que possam ser utilizadas pelos fabricantes dos equipamentos, pelas concessionárias de energia elétrica e pelos consumidores em geral / Abstract: This dissertation presents a contribution to the study of power quality monitoring and power system' s instrumentation, discussing the importance of the voltage reference and aiming to relate the voltage disturbance with the true impacts they cause on electrical loads. The establishment of a clear relationship between them is still not a commonly studied subject on power quality. Considering the point of view of power theory and power quality, initially this work presents the usual measurement techniques of voltages, making a critical analysis, showing its validity, particularities and deficiencies. On the other hand, it will be shown that the choice ofthe voltages referential leads to different equations for the apparent power and the power factor in systems with non-sinusoidal and/or unbalanced waveforms. These questions have promoted long debates in international level about the most suitable form of measurement and calculation. Studies about some power quality indices, will illustrate as the choice of the voltage reference influences the evaluation of the total harmonic distortion, unbalance factors and voltage sags and swells, especially in three-phase systems with return conductor (4 wires-system). Finally, based on Blakesley's Theorem, a methodology is presented that allows to associate the related neutral conductor measures of voltage to the measurements to the "zero virtual" point reference, in such way that can be used by the manufacturers of the equipments, the electric energy utilities and end consumers in general / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica