Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:41:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317604.pdf: 2925338 bytes, checksum: e22d0a0204cb036bf86a709ecb9bf9bc (MD5) Previous issue date: 2013 / A produção de energia de uma usina hidrelétrica é comumente representada por uma função não linear que depende principalmente de aspectos tais como altura de queda líquida, rendimento das unidades geradoras, volume armazenado, vazão turbinada e vazão vertida. Em trabalhos cujo horizonte de estudo corresponde a meses ou anos, simplificações na modelagem da função de produção das usinas hidrelétricas são geralmente consideradas ou ainda mandatórias, a fim de viabilizar a resolução do problema do planejamento da operação energética em um tempo computacional adequado. Tais simplificações visam, entre outros aspectos práticos, obter funções mais simples de serem abordadas pelos pacotes computacionais quando solucionado o problema em questão. Nesse contexto, no presente trabalho tem-se o objetivo de avaliar quantitativamente e qualitativamente as diferentes possibilidades de modelagens da função de produção de uma usina hidrelétrica. Para tanto, inicialmente propõe-se uma função de produção que reflete de maneira precisa o comportamento físico da usina. Em seguida, quantifica-se o erro de algumas das simplificações que são usualmente feitas na literatura. Para medir a qualidade da solução obtida quando aplicadas tais simplificações no problema do planejamento da operação energética de curto prazo, utiliza-se um sistema teste composto por 20 hidrelétricas e 20 termelétricas do Sistema Brasileiro.<br> / Abstract : The hydro plant energy production is usually modeled by means of a nonlinear function, which depends on some important aspects such as: net head level, storage and total release. In a medium-term or long-term studies, where the horizon corresponds to months or years, some simplification concerning the hydro production function are addressed in order to make the problem resolution viable in a reasonable CPU time. These simplification aims to get a linear hydro production function with the same features when compared to the original nonlinear function. In this sense, the objective of this work is to evaluate different linear hydro functions in terms of quality; i.e, to analysis the quality of the simplifications taking into account the Brazilian operation planning problem context. It is important to mention that some statistic aspects are considered which propitiate a more coherent analysis.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:17:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343634.pdf: 6532403 bytes, checksum: cf85f6d8ee57774a9ea3e4632f49a5ec (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho é apresentada uma análise comparativa de diferentes estratégias de decomposição aplicadas na resolução do problema da programação de unidades geradoras. A programação diária da operação eletroenergética é modelada como um problema de otimização estocástica de dois estágios, em que as incertezas são relacionadas à demanda e à afluência incremental das usinas hidrelétricas. As estratégias de decomposição são baseadas na Relaxação Lagrangiana (RL). Por sua vez, na recuperação primal utilizam-se heurísticas que combinam as soluções dos subproblemas da RL com aproximações da função de custo futuro. Diferentes estratégias de decomposição são avaliadas utilizando-se duas abordagens distintas, decomposição por cenários e decomposição espacial. Para avaliar cada uma das metodologias utiliza-se um grupo de sistemas hidrotérmicos variados, com número de usinas e capacidade de produção diferentes entre si.<br> / Abstract : This work presents a comparative analysis for different decomposition strategies used to solve the Unit Commitment (UC) problem subject to uncertain demand and water inflows. The methods are applied in hydrothermal systems and the day ahead scheduling is modeled as a two-stage stochastic optimization problem. The solution strategies are based on the Lagrangian Relaxation (LR) approach, using the scenario and the space decomposition schemes. On the other hand, the primal recovery phase uses heuristics that combine the solution of the LR subproblems and a cost to go function. The methods are assessed not only in cases similar to the Brazilian electrical power system but also in various configurations of thermal and hydro power plants, with different proportion in number of units and generation capacity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343257.pdf: 4284970 bytes, checksum: e510c48c14d4997afdba8f97b9c54412 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho apresenta um algoritmo de estimação de estados com capacidade de monitoramento de fontes de geração distribuída para aplicação a sistemas de distribuição ativos. Técnicas de análise de erros grosseiros são utilizadas para detectar e identificar erros de modelagem destas fontes, mediante o uso de multiplicadores de Lagrange normalizados e testes de colinearidade. Uma modelagem trifásica precisa de redes de distribuição é utilizada, de forma a obter resultados de alta confiança. Também são contemplados os paradigmas de microrredes e redes inteligentes, assim como a aplicação da metodologia de monitoramento nestes sistemas. Simulações são conduzidas nos sistemas-teste IEEE 13 nós e IEEE 37 nós, modificados para que haja a inclusão de fontes de geração distribuída. Diversos estudos de caso são apresentados com o objetivo de validar a metodologia e fornecer base e justificativas para aplicação em centros de operação de sistemas de distribuição.<br> / Abstract : This work presents a state estimation algorithm for distribution systems with distributed generation monitoring capabilities. Gross error analysis techniques are utilized to detect and identify modeling errors of these sources, by using normalized Lagrange multipliers and collinearity testes, supplying compensation mechanisms for possible lack of information about the generation profile status. A precise distribution system modeling is utilized, in order to obtain highly reliable results. Micro-grids and smart grids are also contemplated, as well as the monitoring methodology application to those systems. Simulations are conducted in test-feeders IEEE 13 nodes and IEEE 37 nodes, both modified to include distributed generation sources. Several case studies are presented, whose purpose is to validate the methodology and provide basis and justifications for application in real-time operation centers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-28T04:11:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344675.pdf: 5420086 bytes, checksum: 04c1347da622dc01da62a0f4240ca555 (MD5) Previous issue date: 2016 / Sistemas polifásicos têm sido empregados, por muitos anos em acionamentos, e recentemente em geração eólica. Quando considera-se sistemas de geração de energia elétrica hexafásicos, habitualmente empregam-se sistema trifásico duplo, defasados de 30 graus elétricos entre si e sem conexão de neutro. Tipicamente, esses sistemas utilizam-se de retificadores a diodos de doze pulsos para converter corrente alternada em corrente contínua, para posteriormente injetar a potência na rede elétrica através de inversores trifásicos. Contudo, podem-se obter melhores resultados utilizando-se retificadores ativos, uma vez que eles proporcionam menor distorção harmônica nas correntes do gerador e uma tensão de saída regulada. Observando isso, essa dissertação propõe uma topologia de retificador ativo para um sistema hexafásico. São utilizados sistemas de referência estacionário e síncrono com o objetivo de obter os modelos dinâmicos do conversor, com isso são propostas estratégias de controle nesses eixos de referências. A topologia, modelo dinâmico e estratégia de controle propostos são validados por simulação e experimentalmente para especificações de: 12 kW, 220 V de tensão de entrada e 800 V de tensão de saída. Os resultados são apropriados, proporcionando tensão de saída regulada, correntes com reduzido conteúdo harmônico, e consequentemente, alto fator de potência.<br> / Abstract : Poly-phase systems have been used for many years in electrical machines and recently in wind power generations. When it comes to six-phase system, they usually are built by a dual three-phase system, shifted by 30 electrical degrees from each other and with no neutral connection. Typically, this system employs a twelve-pulse diode rectifier to converter ac to dc voltages. However, it may be improved if an active rectifier is used, because it can provide lower distortion in generator currents and regulated output voltage. Taking that into account, this work proposes a six-phase active rectifier topology for a dual three-phase system. A stationary and a synchronous frame reference for six-phase system are applied to obtain the converter dynamic model and thus a control strategy is proposed in both frame references. The proposed topology, dynamic model and control strategy were verified by simulation and experimentation for following specification: 12 kW, 220 V at input voltage and 800 V at the output voltage. The results were appropriated, providing a regulated output voltage, an input current with reduced harmonic distortion and thus high power factor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:40:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196290.pdf: 617272 bytes, checksum: 509a25f6d78e3f2d135cd544a16e6e89 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210374.pdf: 4465741 bytes, checksum: f3d15d251ce94ce70c1b28884dcb682e (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma análise acerca dos impactos, positivos e negativos, causados pela interconexão de produtores independentes de energia nos sistemas de distribuição. Esta avaliação aborda principalmente o comportamento dos sistemas de proteção empregados nas concessionárias de energia, visando detectar problemas e características inerentes que se apresentam nos sistemas quando os mesmos estão sob conexão dos novos agentes de geração. Outros temas que naturalmente se relacionam à interligação de novos produtores também foram abordados, como modificações nos níveis de curto circuito, redistribuição de fluxos de potência, elevações nos perfis de tensão e carregamento dos alimentadores dentre outros. Para tais avaliações foram utilizadas ferramentas computacionais para a realização de simulações. Uma ferramenta computacional para verificar a coordenação entre os dispositivos de proteção empregados nos sistemas de distribuição foi implementada. Dispondo de uma interface gráfica, o programa verifica a coordenação entre as proteções, traçando as curvas dos dispositivos num gráfico log-log, exibindo se existe seletividade entre os mesmos. Um sistema teste real foi utilizado nas simulações deste trabalho. Composto de um alimentador radial em nível de tensão 13,8 kV, com ramos de derivação, o sistema teste possui 45 nós. Foi estudado o caso de um produtor independente com geradores síncronos conectados ao longo de diferentes posições no alimentador, com seus respectivos perfis de geração. Os resultados obtidos indicaram que os dispositivos não direcionais perdem a seletividade com os novos fluxos de corrente, sendo necessário rever os esquemas de proteção adotados. Resultados benéficos como melhoria da regulação de tensão e suporte de reativos foram observados, porém possibilidades de ilhamentos, substituição de dispositivos, ônus financeiros contrapõem tais ganhos nas condições operativas do sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-21T07:29:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 234738.pdf: 3472893 bytes, checksum: f476183e8b62123ea2774af39fcb1bcc (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T11:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204072.pdf: 4243559 bytes, checksum: 1bc87ff64847aaadbf6352bb0e858613 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T13:28:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204352.pdf: 4073020 bytes, checksum: 006f70029349c00fc39650c07084331a (MD5) / O objeto de estudo desta dissertação corresponde à aplicação de programas de gerenciamento pelo lado da demanda, e mais especificamente da modalidade conhecida como gerenciamento de carga indireto, ao contexto de operação das concessionárias de distribuição brasileiras. Propõe-se um programa de reduções incentivadas de demanda de consumidores industriais, a ser acionada pela concessionária na ocorrência de situações críticas de operação. Para tanto, desenvolvem-se no decorrer deste trabalho três versões distintas de aplicativos de fluxos de potência ótimos (FPO) dinâmicos, modificadas para permitir a representação dos consumidores participantes do programa de gerenciamento de carga. Os consumidores são representados em três categorias, de acordo com a elasticidade de seus processos industriais. Os aplicativos de FPO modificados constituem em importantes ferramentas de apoio à implementação de programas deste tipo fornecendo, entre outras informações, a localização e a potência a ser reduzida pelos consumidores. A função-objetivo a ser minimizada corresponde aos custos incidentes sobre a concessionária, incluindo aqueles devidos à implementação do programa de gerenciamento de carga. O método primal-dual dos pontos interiores foi empregado na solução dos problemas de otimização. São apresentados resultados numéricos obtidos através de simulações com um sistema real de uma concessionária de distribuição para vários cenários que reproduzem condições severas de operação. A partir de análise dos resultados obtidos, pode-se constatar as vantagens operacionais e econômicas da aplicação das técnicas de gerenciamento de carga por parte da concessionária de distribuição de energia elétrica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T13:48:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 199748.pdf: 12415155 bytes, checksum: 71d373a655bb85ec7f39e8664c4082bf (MD5)