Neste trabalho, duas técnicas de controle robusto (LQG/LTR e DML), aplicadas a um sistema elétrico de potência, são avaliadas através dos raios de estabilidade do sistema. As incertezas estruturadas do modelo nominal são consideradas nos dois controladores. Um conjunto de modelos é gerado considerando as combinações das incertezas paramétricas. Os valores singulares estruturados dos dois sistemas de controle são analisados. / In this work, two techniques of robust control (LQG/LTR) and LMI), applied to a power electric system, are available via stability radii of the system. The structured uncertainties of the nominal model are considered in both designs. A set of models is generated considering the combinations of the parametric uncertainties. The structured singular values of both systems are analysed.

A tendência crescente na geração de harmônicos nos sistemas elétricos de potência tem ganhado atenção especial no planejamento das redes de transporte de energia elétrica, uma vez que os crescimentos observados acontecem em regiões que antes não representavam qualquer tipo de preocupação. Um dos principais fatores que contribuíram para esse novo contexto é a característica distribuída da geração de harmônicos. Devido a essa nova realidade, métodos mais aprimorados para avaliação de desempenho e modelos mais precisos para a representação de equipamentos tornaram-se necessários. Sendo assim, a pesquisa realizada para a elaboração da presente tese fundamentou a sua investigação em três tópicos com o intuído de fornecer contribuições que permitissem uma avaliação mais precisa das redes elétricas, proporcionando, assim, resultados mais aderentes com a realidade existente: Modelagem Agregada de Carga; Equivalentes de Redes; Estimação de Estados das Distorções Harmônicas. Através das contribuições feitas nesses tópicos, torna-se possível a consideração de aspectos que antes eram ignorados na avaliação harmônica das redes de transporte de energia elétrica e, assim, permite-se uma verificação precisa dos impactos da característica distribuída da geração de harmônicos nos sistemas elétricos de potência. / The growing rate of harmonic generation present in the electric power systems has gained special attention in the planning process of power networks. The major factor that contributed for this new context is the increasing harmonic generation observed in regions that did not use to represent any concern in the past. One of the main causes for this new trend is the distributed characteristic of the harmonic generation. In this new environment, sophisticated methods and models have become necessary, in order to precisely represent the electric elements behaviour and to accurately evaluate the systems performance. As a result, the research work presented in this thesis focused in three different topics, in order to provide contributions that would lead to a more accurate performance evaluation of the power networks and that would provide results closer to the values found in the field: Aggregate Load Modeling; Network Equivalents; Harmonic State Estimation. These contributions would allow the consideration of aspects that normally are ignored in the harmonic assessment of power systems. Consequently, the evaluation of the impacts caused by the distributed generation of harmonics becomes more accurate.

Esta dissertação apresenta uma metodologia baseada em Algoritmos Genéticos e Teoria dos Conjuntos Fuzzy que determina o número ótimo de medidores de Qualidade de Energia, bem como os pontos onde os mesmos devem ser instalados para monitorar Afundamentos e Elevações de Tensão em redes de transmissão de energia elétrica. A metodologia desenvolvida representa uma ferramenta para diversas áreas de uma empresa de energia elétrica, porque ela indica a melhor maneira para se alocar medidores de Qualidade de Energia, considerando as restrições econômicas a que as empresas estão sujeitas. Além disto, a metodologia também determina a melhor configuração para um sistema de medição para um sistema de potência, quando há barras que devem ser monitoradas e/ou o número de medidores disponíveis é menor que o mínimo necessário para atingir a completa Observabilidade. O trabalho desenvolvido também representa uma importante aplicação dos Algoritmos Genéticos em conjunto com a Teoria dos Conjuntos Fuzzy. Ele define aspectos a serem considerados no problema de monitoração de Qualidade de Energia Elétrica e sugere rapidamente a melhor forma de atender diferentes objetivos e restrições operacionais. A fim de validar o modelo proposto, nesta dissertação, três redes elétricas são avaliadas para determinar o número mínimo de medidores de Qualidade de Energia, bem como a localização onde esses equipamentos deveriam ser instalados. Os níveis de Redundância e de Observabilidade são apresentados, bem como as formulações usadas para atingir os resultados apresentados. / This dissertation presents a methodology based on Genetic Algorithms and Fuzzy Mathematical Programming to determine the optimum number of power quality monitors and the locations they should be installed to measure Voltage Sags and Swells in transmission power networks. The methodology developed represents a tool for planning power networks, because it indicates the best way to allocate the power quality monitors, considering economical constraints. Similar to this, the methodology also determines the best configuration for a monitoring system when there are important busses to monitor and the number of monitors available is lower than the minimal needed to accomplish completely Observability. The work presented here also represents an important Genetic Algorithms application. With fuzzy mathematical programming it easily allows the definition of aspects to be considered in the monitoring problem and quickly suggests the best way to attend different objectives and operational restrictions. In order to validate the developed model proposed in this dissertation three electric power networks are assessed to determine the minimum number of power quality monitors as well as the locations where these devices should be installed. The levels of Redundancy and Observability are presented as well as the formulations used to achieve the results.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-11T18:16:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ Pre-despachoCargaUsinas.pdf: 5391701 bytes, checksum: 4b1e3e1fff22a2d307f235c3b9212e95 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-11T18:17:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ Pre-despachoCargaUsinas.pdf: 5391701 bytes, checksum: 4b1e3e1fff22a2d307f235c3b9212e95 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T18:17:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ Pre-despachoCargaUsinas.pdf: 5391701 bytes, checksum: 4b1e3e1fff22a2d307f235c3b9212e95 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Esta tese apresenta uma nova proposta para o pré-despacho de carga considerando o estado técnico dos motores das usinas termelétricas através da combinação de diversas técnicas de manutenção e de diagnóstico a partir da inteligência computacional via lógica Fuzzy. O diagnóstico do estado técnico dos motores é realizado usando a análise de óleo lubrificante, análise de vibrações, e termografia. Com esses dados e com a análise estatística, é possível prever quando um motor pode falhar ainda no pré-despacho de carga. Para aumentar a confiabilidade dos motores e do fornecimento da energia elétrica, se desenvolveu um Programa de Gerenciamento de Manutenção (PGM), usando ferramentas de gestão, aplicando apenas 4 pilares do TPM (manutenção produtiva total) e combinando com a manutenção preditiva e o diagnóstico, permitindo assim o gerenciamento para a diminuição das paradas corretivas dos equipamentos da usina. Alguns resultados atingidos após a implantação são: redução do custo anual de manutenção, redução da manutenção corretiva, aumento do MTBF (Mean Time Between Failures) e diminuição do MTTR (Mean Time To Repair) em todas as áreas. Além disso, o pré-despacho realizado garante que possa ser atingida a potência demandada com um alto grau de confiabilidade e qualidade. / This thesis presents a new proposal for load pre-dispatch considering the technical conditions of the engines of thermoelectric power plants by combining several maintenance and diagnostic techniques and using computational intelligence based on fuzzy logic. Diagnosis of the technical conditions of the engines is done using lubricant analysis, vibration analysis, and thermography. With this data and with the statistical analysis it is possible to predict when an engine can fail and consider this in the load pre-dispatch. To increase engine reliability and power supply, a Maintenance Management Program (MMP) is developed using management tools, applying only 4 TPM (Total Predictive Maintenance) pillars and combined them with predictive maintenance and diagnostics, thus allowing to reduce failures of plant equipment. Some results achieved after the implementation are: reduction of the annual cost of maintenance, reduction of corrective maintenance, increase of the MTBF (Mean Time Between Failures) and decrease of MTTR (Mean Time To Repair) in all areas. In addition, the proposed pre-dispatch scheme ensures the demanded power with a high degree of reliability and quality.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-12T16:43:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_solucaodespachoeconômico.pdf: 3384883 bytes, checksum: 04377d6e84095c8aca5d64e0ab97ef9c (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-12T16:44:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_solucaodespachoeconômico.pdf: 3384883 bytes, checksum: 04377d6e84095c8aca5d64e0ab97ef9c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-12T16:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_solucaodespachoeconômico.pdf: 3384883 bytes, checksum: 04377d6e84095c8aca5d64e0ab97ef9c (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Nos últimos anos, tornaram-se crescentes as preocupações da população e dos governos com a proteção ao meio ambiente. Ao mesmo tempo, a utilização de combustíveis fósseis para a produção de energia elétrica ainda é elevada, devido a grande disponibilidade deste insumo energético e a tecnologia consolidada das usinas térmicas. Em função deste contexto, vem se tornando cada vez mais comum a adoção de metodologias para a otimização da operação das usinas termelétricas, não só em função do custo de combustível, mas também das emissões dos poluentes gerados, o que vem trazendo um impacto positivo na redução da poluição ambiental para geração de energia elétrica junto aos sistemas térmicos, baseados em combustíveis fósseis. Sendo assim, este processo estabelece a necessidade de pesquisas no campo do planejamento energético, baseadas normalmente na aplicação de métodos de otimização que levem em consideração os dois objetivos citados de forma integrada. Ferramentas de otimização baseadas em características metaheuríticas, como o recozimento simulado, se adequam bem a estes tipos de problemas. Neste contexto, a presente tese de doutorado tem como objetivo aplicar a otimização multiobjectivo no despacho econômico ambiental (DEA) de usinas térmicas utilizando o recozimento simulado, comparando os resultados obtidos com outras técnicas metaheuristicas. Esta ferramenta foi utilizada com uma função aptidão que envolve dois objetivos (o custo e as emissões), para encontrar o resultado ótimo, levando em consideração o desligamento dos motores menos eficientes, garantido assim a redução dos custos financeiros e da poluição. / In recent years, population and government concerns about environmental protection have increased. At the same time, the use of fossil fuels to the production of electricity is still high, due to the high availability of this kind of energy and the consolidated technology of the thermal plants. In that context, it has become increasingly common to adopt methodologies to optimize the operation of thermoelectric plants, not only in terms of fuel costs, but also the emissions of pollutants generated, with a positive impact on the reduction of environmental pollution for electric power generation by thermal systems based on fossil fuels. This process establishes the need for research in the field of energy planning, usually based on the application of optimization methods that consider the two objectives mentioned in an integrated way. Optimization tools based on metaheuristic characteristics, such as simulated annealing, are well suited to these types of problems. In this context, the aim of this PhD thesis was to apply multiobjective optimization in the environmental economic dispatch (DEA) of thermal plants using simulated annealing, comparing the results obtained with other metaheuristic techniques. This tool was used with an aptitude function that involves two objectives (cost and emissions), to find the optimal result, taking into account the shutdown of less efficient engines, thus ensuring the reduction of financial costs and pollution.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-20T14:06:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-20T14:06:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-20T14:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) Previous issue date: 2018-01-19 / O presente trabalho aborda o desenvolvimento de modelos computacionais em ambiente Simulink/Matlab, a fim de simular a operação em aplicações isoladas e/ou interligadas à rede elétrica de uma minirrede de distribuição de energia elétrica com sistemas híbridos de produção de eletricidade, pertencente ao Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), da Universidade Federal do Pará, no campus de Belém. O trabalho também descreve o sistema híbrido e seus componentes (sistemas de geração, sistemas de condicionamento de potência, minirrede e cargas propostas), bem como os modelos matemáticos, apresentando as equações dos componentes, aplicadas a estudos dinâmicos. Em seguida, os modelos dos componentes que constituem o sistema são validados e analisados a partir de dados experimentais. Apresenta-se também como resultado a integração dos modelos propostos do sistema híbrido, simulando-se três diferentes estratégias ou modos de operação como estudo de caso. O modelo desenvolvido possui a função de auxiliar esses estudos, simplificando a análise e propiciando diferentes possibilidades de simulações em curtos tempos de processamento. O objetivo principal do trabalho é disponibilizar um modelo computacional capaz de simular o comportamento de um sistema híbrido em condições de operação conectada à rede convencional ou de forma isolada. / This work is about the development of computational models in Simulink/Matlab workspace, that simulate the operation in islanded or grid connected mode of electrical energy distribution microgrid with hybrid resources, belonging to the Group of Studies and Development of Energy Alternatives (Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas - GEDAE) of Universidade Federal do Pará (UFPA), in the Campus of Belém. This paper also describes the hybrid systems and its components (generation systems, power conditioners, microgrid and proposed loads), also the mathematical models, presenting the equations of components applied to dynamic studies. Then the component models that compose the system are validated and analyzed based on the experimental data. It also presents the integration of the proposed models of the hybrid system, simulating three different strategies or modes of operation as a case study. The developed model has the function of helping these studies, simplifying the analysis and providing different possibilities of simulations in short processing time. The principal aim of the work is to make available a computational model able to simulate in detail the behavior of a hybrid system in connected or isolated of conventional power grid operation conditions.

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-10T19:27:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Investigacao_Estrategias_Controle.pdf: 3206761 bytes, checksum: fe3adbbfd99786e8195cd3ab15a6fb5b (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-18T16:20:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Investigacao_Estrategias_Controle.pdf: 3206761 bytes, checksum: fe3adbbfd99786e8195cd3ab15a6fb5b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:20:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Investigacao_Estrategias_Controle.pdf: 3206761 bytes, checksum: fe3adbbfd99786e8195cd3ab15a6fb5b (MD5) Previous issue date: 2018-02-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os sistemas conversores de potência CC/CC, são dispositivos fundamentais amplamente utilizados em diversos setores da sociedade. Neste sentido, novas topologias de conversores CC/CC estão sendo desenvolvidas, a fim de proporcionar melhorias no desempenho destes equipamentos, de modo a reduzir perdas e melhorar a qualidade da conversão de energia. No entanto, em prol de proporcionar tais melhorias, não se deve apenas avaliar as topologias de conversores, torna-se necessário observar rigorosamente as estratégias de controle que possibilitem o funcionamento do dispositivo de forma adequada. Em especial, esta tese trata acerca de uma investigação experimental do desenvolvimento de um projeto de controlador multivariável robusto descentralizado, visando projetar uma matriz de transferência de controle, contendo apenas os elementos da diagonal principal e levando em consideração uma família de incertezas paramétricas. Tal investigação será aplicada em uma topologia de conversor de potência CC/CC multivariável do tipo Buck, onde para esta topologia compartilha-se apenas um elemento indutivo. Deste modo, torna-se de fundamental importância proporcionar a estabilidade do sistema conversor, bem como realizar a regulação adequada do dispositivo. No entanto, algumas dificuldades estão presentes, como: forte acoplamento das saídas, não linearidades fortes devido à presença do elemento indutivo, além das incertezas decorrentes de imprecisões no modelo matemático e variações nos valores nominais dos elementos discretos que compõem o sistema. Com o intuito de avaliar o desempenho da metodologia robusta proposta, constituiu-se experimentos com relação a variações paramétricas no conversor CC/CC, tais experimentos foram avaliados em um ambiente experimental, bem como via simulação utilizando o ambiente computacional Matlab. Os resultados obtidos confirmam o bom desempenho do projeto proposto. / The DC/DC power converter systems are important devices to use in several applications in many sectors of the society. For this reason, several DC/DC converter topologies are developed to improve the performance of devices, aiming at reducing losses and improving the converter energy quality. However, such improvements should assess the control strategies that enable the correct functioning of the power converters. This works covers experimental assessment of the design of robust decentralized multivariable controller applied to a specific topology of the multivariable step-down power converter, where a single inductor element is shared by multiples outputs. Furthermore, it is important to ensure the system stability, as well as the multiple outputs regulations, however some difficulties remains, e.g., hard coupling between system’s outputs, non-linearities due to the inductive element and uncertainties due to imprecision of mathematical models and/or variation of nominal values of the discrete elements that compose the DC/DC converter. Aiming to assess the performance of the proposed design methodology for a multivariable robust controller, to perform experiments of parametric variations on the DC/DC power converter, it is developed several experimental tests and simulations using the Matlab. The results show the improved performance of the proposed methodology.

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-12T17:46:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertaccao_Gerenciamento_Otimo_Sistema.pdf: 2488891 bytes, checksum: 5c3f20eef98317e8bf0c75086c2ae3c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-18T16:21:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertaccao_Gerenciamento_Otimo_Sistema.pdf: 2488891 bytes, checksum: 5c3f20eef98317e8bf0c75086c2ae3c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:21:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertaccao_Gerenciamento_Otimo_Sistema.pdf: 2488891 bytes, checksum: 5c3f20eef98317e8bf0c75086c2ae3c7 (MD5) Previous issue date: 2018-01-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho propõe uma metodologia de gerenciamento de energia de uma rede em um campus universitário, que possui uma usina solar fotovoltaica e um sistema de armazenamento de energia, operando conectado à rede principal. O método tem como objetivo minimizar a compra de energia da rede externa aplicando a ferramenta de otimização Recozimento Simulado para determinar o perfil diário de carga e descarga do banco de baterias, considerando restrições técnicas e operacionais. Nas simulações foram consideradas a dinâmica da demanda e da disponibilidade de recurso solar, bem como da tarifa de energia ao longo do dia, aproveitando a energia armazenada em momentos de tarifa mais barata e maior disponibilidade de geração solar em momentos de pico, reduzindo assim o custo diário de operação. Os resultados evidenciaram a aplicabilidade da ferramenta de otimização, determinando pontos de operação do sistema de armazenamento que maximizaram o aproveitamento dos recursos disponíveis. / This work proposes a method of energy management of a university campus, with a photovoltaic solar generation source and a energy storage system, which are connected to the main grid. The developed method aims to minimize the purchase of energy from the external grid using the Simulated Annealing optimization method. It is considered in the simulations variable energy tariffs according to the period of the day applied by the local utility. The obtained results were satisfactory, since the applied management scheme managed to reduce energy consumption significantly throughout the day, taking advantage of the energy stored at cheaper tariff schedules and greater availability of solar generation at peak times, making a minimum daily cost while it reaches the constraints associated with the problem. The obtained results showed the applicability of the optimization method, through the determination of operating points of the battery bank that maximized the use of available resources

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-12T20:25:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Previsao_Raios_Utilizando.pdf: 19508028 bytes, checksum: d536ed71a22d3bbf5478f85c0b362827 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-18T16:22:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Previsao_Raios_Utilizando.pdf: 19508028 bytes, checksum: d536ed71a22d3bbf5478f85c0b362827 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Previsao_Raios_Utilizando.pdf: 19508028 bytes, checksum: d536ed71a22d3bbf5478f85c0b362827 (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 / As descargas atmosféricas oferecem grande risco à população e às atividades que envolvem diferentes sistemas como telecomunicações, transmissão de energia elétrica, transporte e dentre outros. A previsão de ocorrência de raios pode contribuir para minimizar os riscos deste fenômeno natural. Com isso, esta tese apresenta uma proposta de modelo de previsão de raios baseada na utilização de dados de sondagens atmosféricas por satélite, validado com dados históricos de raios para áreas de estudo da região Amazônica no Brasil, mediante um estudo que considerou cinco casos de período de validade de previsão de raios: caso 1 (uma hora), caso 2 (duas horas), caso 3 (três horas), caso 4 (quatro horas) e caso 5 (cinco horas). Foram utilizadas duas metodologias diferentes de previsão: a primeira versão do previsor utilizou os dados de todas as áreas do estudo na formação aleatória dos conjuntos de treinamento, validação e teste. Em uma segunda versão, não se utilizou o critério de aleatoriedade dos dados na formação dos conjuntos de treinamento e teste, e os mesmos foram limitados para cada área do estudo, de forma a criar previsões individualizadas por área geográfica estudada. A ferramenta de engenharia utilizada para previsão foi uma Rede Neural Artificial (RNA) treinada com o algoritmo Levenberg-Marquardt backpropagation com a finalidade de classificar as modelagens preditivas de raios. A classificação consistiu na possibilidade de prever a ocorrência ou ausência de raios a partir do perfil vertical de temperatura do ar (temperatura do ar e temperatura do ponto de orvalho) obtido pelo satélite NOAA-19. Os resultados obtidos pela RNA, na primeira abordagem, foram comparados com metodologias tradicionais estabelecidas na literatura de previsão de raios, na segunda abordagem os resultados obtidos mostraram a saída do previsor para dados reais de teste. Os resultados de ambas abordagens mostraram que a RNA foi capaz de identificar adequadamente a que classe pertence um novo exemplo em relação às categorias de ocorrência ou ausência de raios. Para a primeira abordagem, obteve-se o melhor desempenho para caso 5, com uma acurácia de teste de 95,6%, enquanto que para a segunda abordagem obteve-se uma acurácia geral de teste de 82,04%. / Atmospheric discharges offer great risks to the population and activities that involve different systems such as telecommunications, energy distribution and transportation and among others. Lightning prediction can contribute to minimize the risks of this natural phenomenon. Therefore, this thesis presents a model for lightning prediction based on satellite atmospheric sounding data, validated with lightning data for study areas of the Amazon region in Brazil, through an investigation that considered five period cases for validation of lightning prediction: case 1 (one hour), case 2 (two hours), case 3 (three hours), case 4 (four hours) and case 5 (five hours). Two different forecasting methodologies were used: the first version of the predictor used data from all study areas in the random formation of the sets training, validation and test. In a second version, we did not use the criterion of randomness of the data in the formation of the training and test sets, and same were limited for each area of the study, in order to create individualized forecasts by geographical area studied. The machine learning technique used to predict lightning was the Artificial Neural Network (ANN) trained with Levenberg-Marquardt backpropagation algorithm to classify modeling related to lightning prediction. This classification relied on the possibility of lightning prediction from the vertical profile of air temperature obtained from satellite NOAA-19. The results obtained by RNA, in the first approach, were compared with traditional methodologies established in the lightning prediction literature, in the second approach the results obtained showed the predictor's output for real test data. Results show that ANN was capable of identifying adequately the class to which a new event belongs to in relation to categories of occurrence and absence of lightning. For the first approach, the best performance for case 5 was obtained, with a test accuracy of 95.6%, while for the second approach a general test accuracy of 82.04% was obtained.

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-18T18:04:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FerramentasApoioTomada.pdf: 6868217 bytes, checksum: e0d7650db6e4b0ab9e91fe2ec5acbee4 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-19T12:17:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FerramentasApoioTomada.pdf: 6868217 bytes, checksum: e0d7650db6e4b0ab9e91fe2ec5acbee4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T12:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FerramentasApoioTomada.pdf: 6868217 bytes, checksum: e0d7650db6e4b0ab9e91fe2ec5acbee4 (MD5) Previous issue date: 2017-12-14 / O uso de Bancos de Capacitores (BCs) devidamente alocados vem constituindo, por muito tempo, uma das principais estratégias utilizadas para manter variáveis elétricas tais como módulo da tensão, fator de potência e carregamento de alimentadores dentro de um nível aceitável. A constante presença de harmônicos na rede acrescenta limitações no uso dessa estratégia, no entanto. Nesse contexto, este trabalho propõe a avaliação a posteriori do Índice de Ressonância (RI) no apoio à tomada de decisão juntamente com o emprego do algoritmo evolutivo multiobjetivo, SPEA2, na solução do Problema de Alocação Ótima de Bancos de Capacitores (PAOBC) em redes de distribuição radiais trifásicas considerando os fenômenos da ressonância e amplificação harmônicas devido a presença de cargas não-lineares. O PAOBC é abordado neste estudo considerando as mudanças da impedância equivalente da rede (driving point impedance) vista a partir do ponto de alocação do respectivo banco de capacitores, seja pela variação de carga durante o dia seja pelas inúmeras manobras a que o sistema é submetido. Os resultados aqui apresentados foram obtidos a partir da rede de distribuição radial trifásica IEEE 34 barras e a rede IEEE 123 barras, nas quais foram inseridos os modelos de três fontes harmônicas comumente encontradas em casos reais. Por fim, destaca-se a praticidade do uso de rotinas multiobjetivo na resolução do PAOBC e importância da avaliação de cenários de ressonância a fim de garantir o funcionamento adequado e seguro do sistema. / The use of properly allocated capacitor banks has long been one of the main strategies used to maintain electrical variables such as voltage, power factor and feeder loading within acceptable levels. However, the constant presence of harmonics in the grid limits the applicability of this strategy. In this context, this work proposes an a posteriori evaluation of the Resonance Index to support the decision making process, in conjunction with the multiobjective evolutionary algorithm, SPEA2, to solve the Optimal Capacitor Allocation Problem (OCAP) in three-phase radial distribution networks considering the harmonic resonance and amplification phenomena due to the presence of non-linear loads. A study of the variation of the equivalent impedance of the network (driving point impedance) seen from the allocation point of the respective capacitor bank, either by the variation of load during the day or by the numerous maneuvers to which the system is subjected. The results presented here were obtained from the IEEE 34-bus three-phase radial distribution network and the IEEE 123- bus network, in which the models from three different harmonic sources commonly found in real case scenarios were inserted. Finally, the convenience of the use of multiobjective routines in solving the OCAP and the importance of the evaluation of resonance scenarios in order to guarantee an adequate and safe operation of the system are highlighted.