CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente, muitos trabalhos técnicos e científicos importantes só são possíveis com o auxílio de computadores e de programas específicos. Na Engenharia Elétrica esses recursos são utilizados em estudos estáticos e dinâmicos de sistemas elétricos de potência, os quais dão suporte, por exemplo, ao planejamento e a operação da rede elétrica realizados pelas empresas do setor. Em função dessa importância é grande a quantidade de programas disponíveis, comerciais ou não. As aplicações comerciais são conhecidas por serem computacionalmente eficientes, bem como pela quantidade de recursos oferecidos, mas apesar disso, não são adequadas para fins educacionais ou para a realização de pesquisas. Um dos principais motivos apontados é porque o código fonte não é fornecido, e assim não podem ser estudados ou adaptados conforme a necessidade. Por isso muitos usuários principalmente do meio acadêmico preferem criar suas próprias aplicações, sendo a maioria delas desenvolvidas no MATLAB ou escritas nas linguagens de programação FORTRAN e C++. Esses programas são disponibilizados como aplicações desktop destinadas geralmente a somente um tipo de estudo e com uma interface pouco amigável. Entretanto, existem algumas opções com características mais atrativas como a existência de uma interface gráfica com o usuário, e número de recursos computacionais próximos àqueles encontrados nas aplicações comercias. Na literatura há ainda propostas de aplicações web cuja principal vantagem é o acesso remoto e simultâneo por qualquer computador. No geral, as aplicações existentes não disponibilizam recursos de colaboração em tempo real, e não permitem a interoperabilidade com outras aplicações. Nesse contexto, esta tese focou na investigação da implementação de uma aplicação web para a análise de sistemas elétricos, explorando esses dois aspectos supracitados. Para isso alguns programas similares, sem fins comerciais e com código fonte disponível, foram investigados. E também foram selecionadas e apresentadas as ferramentas computacionais necessárias ao desenvolvimento da aplicação. As investigações e as implementações computacionais realizadas, bem como os resultados obtidos são devidamente apresentados e analisados ao final deste trabalho. / Currently, many important technical and scientific works are only possible with the aid of computers and specific programs. In Electrical Engineering, these resources are both used in static and dynamic studies of electric power systems, which give support, for example, to the planning, and operation of the grid performed by companies in the sector. Because of this, there is a large number of commercial or non-commercial programs available. Commercial applications are known to be computationally efficient as well as the amount of offered resources; nevertheless, they are not suitable for educational purposes or for conducting research. One of the main reasons pointed out is because they are not open source, and thus they cannot be studied or adapted as needed. Thus, many users, quite often in academia, prefer to create their own applications, most of them written in MATLAB, FORTRAN and C ++ programming languages. These programs are provided as desktop applications usually designed to only one type of study and without user-friendly interface. However, there are a few options with more attractive features such as the existence of a graphical user interface, and number of computational resources close to those found in commercial applications. There are also proposals in the literature for web applications whose main advantage is the remote and simultaneous access by any computer. Generally, the existing applications do not make available real-time collaboration features, and no interoperability with other applications. In this context, this thesis focused on the research of the implementation of a web application for analysis of electrical power systems, exploring these two aspects above mentioned. For that, some similar non-commercial programs and open-source were deeply investigated. In addition, the computational tools necessary to develop the application were selected and presented. The investigations and computational implementation performed here, as well as the results are properly presented and analyzed at the end of this work. / Tese (Doutorado)

Este trabalho apresenta um estudo sobre o método da continuação aplicado ao problema de fluxo de potência. Definições e conceitos de estabilidade de tensão são descritos de forma a explicitar as diferenças e semelhanças existentes com relação ao estudo de máximo carregamento em sistemas de energia elétrica. Uma síntese da teoria da bifurcação aborda sua importância em estudos de colapso de tensão. É proposta uma técnica de controle do tamanho do passo para o método da continuação com o objetivo de determinar o ponto de máximo carregamento (PMC) sem a necessidade de especificar, por meio do usuário, um valor para o tamanho inicial do passo. Os resultados dos estudos realizados em sistemas testes do IEEE (14, 30, 57 e 118 barras) mostram a aplicação do método da continuação convencional e de sua associação à técnica de controle do tamanho do passo. / This work presents a research about the continuation method applied to the power flow problem. Voltage stability definitions and concepts are described in a way to highlight and point out the differences and the similarities among several methods used to determine the maximum loading of electrical power systems. A short description of the bifurcation theory is also presented in order to show its importance to the voltage collapse studies. A technique based on automatically controlling the step size is proposed as an innovation of the continuation method. The objective of this technique is to determine the maximum loading point without the traditional need of asking the user for the initial step size. The results compare the performance between the conventional and the new method. These methods are analyzed using IEEE test systems (14, 30, 57 and 118-bus).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / One of the main causes of control loop performance degradation are the oscillations, which have a negative effect on the performance of these loops and may force the plant to operate at less than optimal conditions. One of the fundamental steps for the evaluation of industrial control loop performance is the detection and diagnosis of these oscillations, also motivated by the growing emphasis on security and earnings capacity of the installations. This paper uses wavelet analysis combined with other signal analysis techniques such as the autocorrelation function and the Granger Causality, to make the complete diagnosis of oscillations in control loops processes. Numerical test simulations are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed method. First, the techniques are used for the diagnosis of a simple control loop in the format of internal model control. After, the methods are applied in a catalytic cracking unit operating under model predictive control (MPC). The results show the potentiality of the proposed methodology to real applications. / Uma das principais causas da degradação do desempenho em malhas de controle são as oscilações, as quais têm um efeito negativo sobre o desempenho dessas malhas e pode forçar a planta a operar em condições abaixo do ideal. Um dos passos fundamentais para a avaliação do desempenho de malhas de controle industriais são a detecção e diagnóstico dessas oscilações, motivados também pela crescente ênfase na segurança e capacidade de lucro das instalações. O presente trabalho usa a análise de Wavelet combinada com outras técnicas de análise de sinais, tais como a Função de Autocorrelação e a Causalidade de Granger, para fazer o diagnóstico completo de oscilações em malhas de controle de processos. Testes de simulações numéricas são apresentados para demonstrar a eficácia da metodologia proposta. Primeiramente, as técnicas são utilizadas para o diagnóstico de uma malha de controle simples no formato de controle por modelo interno. Posteriormente, os métodos são aplicados numa unidade de craqueamento catalítico operando sob controle preditivo (MPC). Os resultados obtidos mostram a potencialidade da metodologia proposta para aplicações reais.

Orientador: Ariovaldo Verandio Garcia, Ruben Augusto Romero Lazaro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T06:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RiderFlores_MarcosJulio_D.pdf: 1021887 bytes, checksum: 6000961c2f5457b410ac691912476270 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho são propostos modelos matemáticos e técnicas de solução para resolver o problema de planejamento da expansão de sistemas de transmissão através de três enfoques. a) Usando o modelo de corrente alternada do sistema de transmissão e um algoritmo heurístico construtivo especializado para resolver o problema de planejamento, e, ainda, realiza-se uma primeira tentativa de alocação de fontes de potência reativas; b) Usando o modelo de corrente contínua e técnicas de programação não-linear especializadas. Nesse caso emprega-se uma versão relaxada do problema de planejamento da expansão de sistemas de transmissão usando o modelo de corrente contínua, onde a integralidade das variáveis de investimento é desprezada. Resolve-se o problema de programação não-linear, modelado de forma matricial com um algoritmo de otimização especializado e, além disso, um algoritmo heurístico construtivo especializado é utilizado para resolver o problema de planejamento. c) Usando o modelo de corrente contínua e um algoritmo Branch and Bound (B&B) sem empregar técnicas de decomposição. Para isso foram redefinidos os chamados testes de sondagem no algoritmo B&B e em cada nó da árvore de B&B tem-se um problema de programação não-linear que são resolvidos usando a metodologia desenvolvida no item (b). Os ítens (a), (b) e (c) requerem a solução de problemas de programação não-linear diferenciados. Uma revisão das características principais da resolução iterativa dos métodos de pontos interiores é apresentada. Foi desenvolvida uma técnica baseada em uma combinação de métodos de pontos interiores de alta ordem (MPI-AO) para resolver os problemas de programação não-linear de forma rápida, eficiente e robusta. Essa combinação dos MPI-AO tem como objetivo colocar num único método as características particulares de cada um dos MPI-AO e melhorar o desempenho computacional comparado com os MPI-AO de forma individual / Abstract: In this work mathematical models and solution techniques are proposed to solve the power system transmission expansion planning problem through three approaches: a) Using the nonlinear model ofthe transmission system (AC model) and a specialized constructive heuristic algorithm to solve the problem and, yet, a first attempt to allocate reactive power sources is also considered; b) Using the direct-current (DC) model and specialized techniques of nonlinear programming. In this case a version of the power system transmission expansion planning problem using the DC model where the integrality of the investment variables is relaxed is used. The nonlinear programming problem is solved with a specialized optimization algorithm and, moreover, a constructive heuristic algorithm is employed to solve the planning problem. c) Using the DC model and Branch and Bound (B&B) algorithm without the use of decomposition techniques. The so called fathoming tests of the B&B were redefined and at each node of the tree a nonlinear programming problem is solved using the method developed in b). Items a), b) and c) require the solution of distinct problems of nonlinear programming. A revision of the main characteristics of the iterative solution of the interior points methods is presented. An optimization technique based on a combination of the higher order interior point methods (HO-IPM) had been developed to solve the nonlinear programming problems in a fast, efficient and robust way. This combination of the HO-IPM has as objective to explore the particular characteristics of each method in a single one and to improve the comparative computational performance with the HO-IPM of individual form / 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 2018-08-06T19:37:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_RicardoBorges_M.pdf: 725231 bytes, checksum: e24b9811f14e33910092b2f639a89050 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O método desacoplado rápido (MDR) [2] é uma variante do tradicional método de Newton [1] para a resolução do problema de fluxo de carga (obtenção do estado de operação de redes elétricas de potência). Sabe-se que o MDR apresenta desempenho insatisfatório quando aplicado a redes de distribuição, devido à desfavorável relação r/x dos ramos, resultando num processo de cálculo que pode apresentar divergência ou convergência lenta (grande número de iterações). Há algum tempo foi proposta uma alteração no MDR, chamada de rotação de eixos[4], que melhora as características de convergência do método. A idéia consiste em obter uma rede fictícia para a qual o MDR funcione bem e cujo estado de operação (magnitudes e ângulos de tensão) seja o mesmo da rede original. O valor do ângulo de rotação de eixos, único para toda a rede, é determinado empiricamente. Recentemente uma outra proposta de rotação ótima de eixos[5] foi apresentada, sugerindo modificações ao método que trouxeram maior automação aos cálculos, apesar de efeitos desfavoráveis em relação à manipulação de matrizes e ao significado físico da rede elétrica durante o processo iterativo. O presente trabalho traz um novo algoritmo de rotação de eixos que supera algumas desvantagens dos métodos apresentados em [4, 5], com bom desempenho. Além disso, traz uma interessante contribuição sobre a rotação de barras do tipo PV, não abordado anteriormente / Abstract: The fast decoupled loadflow (FDLF) [2] is a variant of the traditional Newton method [1] for solving the loadflow problem (find the operational state of electrical power networks). It is well-known that FDLF presents unsatisfactory performance when applied to distribution systems. Their unfavourable r/x branch ratios may lead to divergence or slow convergence (large number of iterations). A modification to the FDLF, called axesrotation[4], was proposed some time ago, which improves convergency of the method. The idea is to obtain a fictitious network for which the FDLF performs better and which operational state (voltage magnitudes and angles) is the same as the original network. However, the rotation angle is determined empirically. Recently the optimal axes rotation[5] was presented, suggesting some modifications that led to more automated calculations, despite of some undesirable effects on matrices handling and also to the physical meaning of networks during the iterative process. This research work presents a new algorithm for axes rotation that overcomes some disadvantages found in [4, 5], with good performance. Moreover, it brings an interesting contribution on the rotation of PV buses, not previously considered. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Takaaki Ohishi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T10:06:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeoneFilho_MarcosdeAlmeida_M.pdf: 1557959 bytes, checksum: 92dc63d4e3140cc61ba7900961c0e9fb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho é proposta uma metodologia para previsão de séries temporais de carga de energia elétrica de curto prazo. Esta metodologia vem sendo muito utilizada no contexto da previsão de séries temporais e do reconhecimento de padrões. Os autores que propuseram esta metodologia a chamaram de "Ensembles". Este nome tenta explicar o é este modelo: uma combinação de partes que juntas formam um só modelo. Neste sentido, este nome expressa com relativa clareza qual é o principal aspecto desta metodologia, que no caso específico deste trabalho, é o de fazer várias previsões de uma mesma série temporal utilizando diferentes ferramentas que sozinhas são suficientemente competentes para prever a série temporal em questão, e em seguida combinar as soluções para, deste modo, tentar obter uma solução melhor do que quando é usada somente uma ferramenta. As ferramentas usadas para compor a previsão dos "Ensembles" finais são Redes Neurais Artificiais (RNAs) e Redes Neurais Nebulosas. Atualmente, estas redes são largamente utilizadas em problemas de previsão de séries temporais, principalmente quando o fator gerador destas séries é um sistema não-linear. Desta forma, isto as tornou candidatas potenciais para prever valores de uma série de cargas de energia elétrica, pois este tipo de série tem características essencialmente não-lineares. Sendo assim, foram utilizados quatro tipos de redes: RNAs MLPs, RNAs Recorrentes, RNAs de Base Radial e Redes Neurais Nebulosas tipo ANFIS. Com os modelos básicos de redes foram, utilizados Algoritmos Genéticos para evoluir os parâmetros destas redes e, assim, chegar a uma população de redes suficientemente competentes para fazer as previsões da série de cargas. Na próxima etapa, com os resultados das previsões da população de redes evoluídas foi feita a seleção dos melhores agrupamentos destas redes evoluídas e, como este processo requer a avaliação de diferentes configurações de modelos, esta seleção é baseada em Algoritmos Genéticos.Os resultados obtidos ao se utilizar "ensembles" mostraram que este modelo foi capaz de alcançar uma grande robustez na previsão, reduzindo os erros de previsão, suavizando os resultados de previsão e deixando o modelo menos suscetível a grandes erros quando surgem "outliers" no conjunto de dados / Abstract: This work proposes a methodology for short-term electric power load forecasting. This methodology is being widely used under the context of time series prediction and pattern recognition. It was named "ensembles" by the authors who developed it. This name carries the meaning of an assemblage of parts considered as forming a whole. Therefore, this name expresses rather clearly the main characteristic of this methodology, which under the framework of this study is to make several predictions of the same time series using various different tools in which every single one alone is sufficiently competent to predict the above mentioned time series. After that, the predictions are combined in order to achieve a better prediction compared to the one that is obtained if a single predictor is used. The tools implemented to form the final "ensembles" prediction are Artificial Neural Networks (ANNs) and Neuro-fuzzy Networks. Nowadays, these networks are being widely used in time series predictions problems, mainly when the factor that generates these series is a non-linear system. Hence, this fact has elected them as potential candidates to predict future values of an electric power load series because this series has essentially non-linear characteristics. As a result, four types of networks were utilized in this work: MLPs ANNs, Recurrent ANNs, Radial Basis ANNs and ANFIS type Neuro-fuzzy networks. So, with the basic networks models, Genetic Algorithms were applied to evolve the parameters of these networks and, as a consequence, a population of networks sufficiently capable of predicting future values of the load time series was built. On the next step, with the results obtained from the evolved population of networks, a selection of the most suitable results of the individual networks were made and, as soon as this process implies the evaluation of multiple different combinations of models, this methodology was based on Genetic Algorithms. Then, this selected networks were combined. The results when using "ensembles" revealed that this model was able to reach a great robustness in prediction tasks. In that sense, it was possible to reduce the level of prediction error, to smooth the resulting predictions and to make the model more stable reducing the possibilities of presenting high levels of errors when the used data set contains "outliers" / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Carlos Alberto de Castro Junior, Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:29:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BedoyaBedoya_DuvierRolando_M.pdf: 801505 bytes, checksum: 8566b9558e25c36e418f2d8d82398e68 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova e rápida metodologia para calcular a margem mínima de estabilidade de tensão de sistemas de potência. O cálculo da margem de estabilidade de tensão (MET) é normalmente requerido no planejamento e operação dos sistemas de potência. Usualmente, a carga é incrementada em uma direção predefinida baseada em históricos ou previsão da demanda (por exemplo, com fator de potência constante, seguido por um incremento proporcional nos MW da geração) até que o ponto de máximo carregamento (PMC) seja obtido. O cálculo da margem mínima METm, permite obter a pior direção de incremento de carga. Além disso, podem se apresentar situações onde incrementos de carga imprevistos em uma barra ou área conduzam a uma margem menor, arriscando a operação do sistema em modo seguro. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia nova e eficiente, do ponto de vista computacional, para obter a METm e a correspondente direção que é equivalente à pior direção de incremento de carga. Esta informação, com a margem que usualmente é calculada, permite que os operadores do sistema tomem medidas preventivas de controle para retornar ou manter o sistema em modo de operação seguro. Adicionalmente, é apresentado um estudo de áreas críticas para identificar as regiões ou barras que mais estão contribuindo a perda de estabilidade de tensão. É possível encontrar a melhor ação de controle, como corte de carga ou compensação reativa / Abstract: This work presents a new and fast method for computing the minimum voltage stability margin of electric power systems. The computation of the voltage stability margin (VSM) is often required for the planning and operation of power systems. Usually, loads are increased along a predefined direction, which can be estimated based on historical data or load forecast (e.g. with constant power factor, followed by a proportional MW generation increase) up to the system's maximum loading point is reached. The computation of the minimum VSM (mVSM) allows obtaining the load increase worst scenario. Also, situations may occur where variations from the predefined load increase direction, as for example, an unexpected load increase at some bus or area, may result in smaller VSM, taking the system to an insecure operating state. The aim of this work is to propose a new and fast method to compute the mVSM? and the corresponding load increase direction for which it occurs. This information, along with the usual VSM, allows operators to take measures like preventive control actions to move the system to securer operating points. Also a general study of critical areas is shown in order to identify the weakest region and bus that are contributing to the loss of voltage stability. It is possible to _nd the best control actions, like load curtailment or reactive compensation / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Sergio Valdir Bajay, Paulo Sergio Franco Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_AndreFlavioSoares_M.pdf: 1792951 bytes, checksum: a865e5b33783ba4a8f044bcff70f9809 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Nesta dissertação se avalia o estado da arte do planejamento da operação energética e da manutenção de usinas em sistemas hidrotérmicos de potência e se propõe algumas inovações. Neste contexto, se faz uma revisão crítica das metodologias de planejamento empregadas no setor elétrico brasileiro, incluindo as bases de dados que dão suporte a estas metodologias e dando destaque às práticas atuais do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS); várias propostas de avanços metodológicos são feitas ao longo desta parte do trabalho. Uma outra parte desta dissertação envolve a aplicação de um modelo de otimização, a médio prazo, da operação de algumas usinas do Sistema Interligado Nacional (SIN), pertencentes a uma concessionária geradora no Estado de São Paulo, satisfazendo as metas de geração impostas pelo planejamento centralizado do SIN, realizado pelo ONS, e restrições associadas ao uso múltiplo da água nos reservatórios destas usinas, dentre outras. Várias funções-objetivo podem ser utilizadas neste modelo, dependendo das finalidades a serem atingidas nas simulações. O modelo foi aplicado ao parque gerador hidrelétrico da empresa AES, nos rios Tietê e Pardo; algumas simulações foram feitas, discutindo-se os resultados alcançados / Abstract: The state-of-the-art of power plant scheduling and maintenance planning in hydro-thermal power systems is evaluated in this thesis and some innovations are proposed. In this context, a critical review of the planning methodologies employed in the Brazilian power sector is carried out, including the data bases which support these methodologies and pointing out the current practices of the National Operator of the Power System (ONS); several proposals concerning advances in these methodologies are put forward along this work. In another part of this thesis, the medium-term scheduling of some power stations of the National Interlinked System (SIN) belonging to a utility in the State of São Paulo are modeled through an optimization algorithm, which meets the generation targets imposed by the centralized planning of SIN, carried out by ONS, and constraints associated to multiple uses of water in the reservoirs of these plants, among other constraints. Several objective functions can be used in this model, depending on the purposes to be achieved in the simulations. The model was applied to the hydroelectric generation system of the company AES, in the rivers Tietê and Pardo; some simulations were carried out and their results are discussed in the thesis / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Fujio Sato, Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:28:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CaioGomesde_M.pdf: 16585052 bytes, checksum: 61d70f191de8c032a8ab39cdcf8c652c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho trata de dois temas de grande relevância, principalmente nos últimos anos, na área de energia elétrica: a conservação e a qualidade da energia elétrica. Os estudos são baseados em dados de grandezas elétricas coletados por equipamentos de monitoração e gerenciamento de energia instalados em pontos distintos do Campus da Universidade Estadual de Campinas. A conservação de energia elétrica relaciona-se ao seu uso mais eficiente e sem desperdícios, importante por proporcionar um aumento da energia disponível, sem que sejam necessários grandes investimentos em geração, transmissão e distribuição, reduzindo, assim, impactos ambientais. A avaliação deste quesito surge de um projeto piloto, o Projeto Ecogera, cuja finalidade é avaliar a eficiência energética, por meio de um programa de uso racional e da exploração de fontes alternativas de energia elétrica. Aqui é discutido, então, o módulo de conservação de energia, desenvolvido em unidades de consumo com características típicas em relação ao tipo de atividade exercida na universidade, focando na redução de consumo em iluminação. Uma boa qualidade de energia elétrica remete à ausência de variações anormais na tensão, relacionada à continuidade do fornecimento e à forma de onda senoidal da alimentação. Os problemas na qualidade de energia têm se agravado ao longo dos anos, principalmente devido ao aumento das cargas não lineares, à maior sensibilidade dos equipamentos e à grande interconexão da rede elétrica, e podem resultar em má operação ou prejuízo a dispositivos. É dado um maior enfoque nas perturbações na amplitude da tensão e nas distorções na forma de onda, mostrando suas principais causas e meios de contorná-las. No primeiro caso, são registrados transitórios, interrupções, afundamentos e elevações de tensão, feitas as devidas análises, e avaliadas suas influências em equipamentos por meio da Curva ITI (CBEMA), a qual possibilita a determinação de possíveis danos ou falhas nos mesmos. No segundo caso, nos diversos pontos de medição é avaliada a presença de harmônicas, tanto pela análise das formas de onda e de seus conteúdos espectrais como pela taxa de distorção harmônica num período de uma semana. Por fim, são estudadas teorias de potências elétricas trifásicas, em especial a Teoria pq de Potências Instantâneas, importante na aplicação de filtros ativos, cuja função é atenuar as correntes harmônicas geradas por cargas não lineares. Os dados reais medidos das tensões e correntes instantâneas foram submetidos a um programa computacional desenvolvido a partir do modelo matemático de um filtro ativo com compensação paralela e método de compensação baseado na Teoria pq Modificada de Potências Instantâneas, obtendo-se como resposta o desempenho do filtro na eliminação das harmônicas nas correntes vistas pela fonte de alimentação. / Abstract: This work deals with two issues of large relevance, especially in recent years about electric power: energy economy and power quality. The studies are based on data collected by various measurement and energy management instruments at different points in the Campinas State University Campus (Unicamp), in São Paulo State, Brazil. The performance of energy relates to its more efficiently use and without wasting, which is important to increase the amount of available energy, without large investments in generation, transmission and distribution, thereby reducing environmental impacts. A Project has been developed, named Ecogera, whose purpose is to evaluate the energy efficiency, through a program of rational use and development of alternative sources of energy. The module of energy economy is discussed here, developed in units of consumption with typical characteristics for the type of work performed at the university, focusing on the reduction of lighting consumption. A good power quality refers to the absence of abnormal variations in voltage, related to continuity of supply and the sinusoidal waveform of the power supply. The power quality problems have been increased over the years, mainly due to the increase of nonlinear loads, the increased sensitivity of the equipment and the large interconnection of the power networks, and can result in misoperation or damage of the devices. A greater focus is given on the voltage amplitude disturbances and the distortion in the waveform, showing its main causes and means of overcoming them. In the first case transients, interruptions, sags and swells are recorded, adequate analysis are done, and their influence on the equipment are evaluated by the ITI Curve (CBEMA), which enables the determination of possible damage or failures in them. In the second case, the presence of harmonics is evaluated in the various points of measurement, either by the analysis of waveforms and its spectral content or by the total harmonic distortion over a one-week period. Finally, tree-phase electrical power theories are studied, especially the Instantaneous pq Power Theory, which is important in the application of active filters, whose function is to reduce the harmonic currents generated by nonlinear loads. The real measured data of the instantaneous voltages and currents was put in a computacional program developed from the mathematical model of an active filter with parallel compensation and using a compensation method based on the Power Instantaneous Modified pq Theory and its influence seem by the current supply is obtained by the harmonic eliminations. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Takaaki Ohishi, Rosangela Ballini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T14:35:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salgado_RicardoMenezes_D.pdf: 4205399 bytes, checksum: fdb25cda0f3893f10f87049b9e04a6e7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Na operação de um sistema elétrico de potência (SEP) existem diversas variáveis que Influenciam as rotinas de planejamento, operação e controle. O monitoramento destas variáveis é Importante para auxiliar os processos responsáveis pela operação segura e confiável no sistema. Dentre estas variáveis pode-se destacar o nível de carga elétrica por barramento como uma variável de grande Impacto na operação do SEP. Informações precisas sobre o nível de carga em cada barramento da rede elétrica proporcionam um melhor controle no fluxo de potência, na analise de estabilidade e segurança, no despacho econômico, no planejamento e na programação da operação. Visando atender estas necessidades, este trabalho apresenta duas contribuições na análise de séries temporais de carga por barramento. A primeira contribuição é o desenvolvimento de uma metodologia de previsão de carga por barramento rápida e efetiva. A segunda contribuição ê um sistema computacional denominado SysPrev - Slsiema de Suporte para Analise e Previsão de Carga por barramento desenvolvido para facilitar o processo de calculo das previsões por barramento. O modelo de previsão de carga por barramento é composto por duas etapas: Na primeira, os barramentos são agrupados de acordo com a similaridade do perfil de carga diária. Na segunda etapa, aplica-se um modelo de previsão de carga em cada grupo, e a partir destas previsões por grupo são obtidas as previsões em cada barramento. O SysPrev é um software composto por um subsistema gerenciador de dados, um subsistema de modelos e um subsistema de interfaces. O subsistema administrador de dados ê composto de um banco de dados que armazena as séries temporais entre outras informações relevantes. O subsistema de modelos é composto por aplicativos que auxiliarão no processo de analise de dados e previsões. Para facilitar a Interação do usuário com o sistema, o subsistema de Interfaces conta com pacotes de janelas gráficas que proporcionam um ambiente computacional amigável e eficiente, facilitando a Interação do SysPrev e seus usuários.Um diferencial do SysPrev é a sua construção modularizada baseada em componentes plug-and-play que possibilita a Inserção de novas funcionalidades. Com esta arquitetura, cada componente e produzido de maneira Independente, podendo ser Inserido no software sem a necessidade de alterações no sistema principal. Este fator é Importante, pois fornece ao usuário a opção de personalizar e criar novas ferramentas de analise, facilitando a atualização e manutenção no sistema. Neste trabalho, o SysPrev foi utilizado para analisar um conjunto de dados formado por 73 barramentos. A praticidade e facilidade em criar múltiplos cenários possibilitou o rápido entendimento dos dados gerando bons resultados nas previsões, possibilitando maior precisão na etapa de operação do sistema em geral / Abstract: In a power operation system there are many variables that can Influence the execution of t ho control routines. The attendance of these variables is very important to aid the processes in the safe operation of the system. In the electric system the bus load level is an important variable in operation planning step. Accurate Information on the load level In each bus provide a better control In the power flow, safe and security analysis, operation programming, planning and others. Thus, this work presents two contributions to the bus load forecasting area. The first contribution is the development of a bus load forecast methodology that executes and provides the forecast results for several buses in an aggregate way. The second contribution is a computational system for bus load forecasting named SysPrev - Support System for Bus Load Analysis and Forecasting- developed to facilitate the bus load forecasting process. The aggregate bus load forecasting model is composed by two steps: In the first phase a clustering algorithm is used to Identify buses clusters with similar dally load profile and In the second phase Is proposed an aggregate structure for to foresee each bus using a conventional prediction model The SysPrev is a software composed of a data manager subsystem, a model subsystem and graphical interfaces subsystem.The data manager subsystem is composed of a database that contains bus load time series and other relevant Information. The model subsystem is composed of forecasting and clustering techniques. To facilitate the user's interaction, the graphical interface has packages of graphic windows that provide a friendly environment facilitating the Integration of tlie SysPrev and their users. An excellent characteristic of the SysPrev is its construction based on components plug-and-play that allows the Insert of new functionalities With this architecture, each component Is produced on an independent way. could be Inserted In the software without alterations in the main system This factor Is Important, because It supplies the user with the option of customizing and creatlng new analysis tools, facilitating the updating and the maintenance of the system. The SysPrev was applied to a real power system data composed of 73 buses. The easiness of creating multiple sceneries made possiblethe fast understanding of the data providing good results In the forecasts, making possible larger precision on the power system operation step / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica