Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T19:06:59Z : No. of bitstreams: 1 alves_rp_me_ilha.pdf: 1636703 bytes, checksum: 68dadb3a2996ae56b4ce5e5e3e063a2d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma formulação linear inteira mista (equivalente à formulação não linear inteira mista) para resolver o problema de alocação de reguladores de tensão ao longo dos alimentadores primários de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais, com o objetivo de melhorar o perfil da magnitude de tensão, reduzir as perdas de potência ativa da rede e a minimização dos custos de instalação dos equipamen-tos. Na formulação proposta, o cálculo do ponto de operação em regime permanente de um sistema de distribuição radial é modelado matematicamente usando expressões lineares. O uso de um modelo de programação linear inteira mista garante a convergência para a solução óti-ma usando ferramentas de otimização clássica existentes. Os sistemas testes de 70-, 136-, 202- e 400-nós são utilizados para mostrar a precisão do modelo matemático, assim como também a eficiência da técnica de solução proposta para resolver o problema de alocação de reguladores de tensão em um sistema de distribuição radial / This work shows the development of a mixed integer linear formulation to solve the voltage regulators allocation problem in radial electrical distribution systems, with the goal of improving the voltage magnitude profile, reducing the active power losses and mini-mizing the investment cost. In the proposed formulation, the steady-state operation point of the radial distribution system is modeled through linear expressions. The use of a mixed-integer linear formulation guarantees convergence to optimality using existing optimization software. The 70-, 136-, 202- and 400-node test systems are used in order to show the accura-cy of the mathematical model as well as the efficiency of the proposed solution technique to solve the allocation problem of voltage regulators in a radial distribution system

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-25Bitstream added on 2014-06-13T18:08:30Z : No. of bitstreams: 1 capellette_rf_me_ilha.pdf: 755361 bytes, checksum: 926155dfd9eb5bc008e14cf26a245d48 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / PROPG - Programa de Pós-Graduação / Este trabalho analisa a influência do FACTS TCSC na função energia do sistema, mais especificamente na energia potencial. Também é abordada a influência da compensação dinâmica do TCSC na trajetória do sistema frente a uma grande perturbação, visando a melhoria da estabilidade transitória. A energia potencial é avaliada no espaço das posições angulares dos rotores das máquinas em torno de um ponto de equilíbrio estável levando em conta os efeitos da ação do TCSC. A trajetória do sistema é sobrepostas às curvas equipotenciais, e com isso é possível a avaliar os efeitos da compensação dinâmica do dispositivo nas mesmas. Através das simulações de dois sistemas testes, um sistema considerado de pequeno porte (Sistema de Quatro Máquinas) e outro de maior porte (New England) quando expostos a uma grande perturbação avalia-se a estabilidade de primeira oscilação com o intuito de determinar o tempo crítico de eliminação de uma falta no sistema. Posteriormente verifica-se a possibilidade de deslocar a trajetória do sistema com o propósito de que ela percorra um caminho mais íngreme na superfície da energia potencial, ou seja, idealmente que ela tenha orientação coincidente do gradiente da energia potencial, e analisa-se qual a influência da compensação série na energia potencial, com o intuito de obter tal direcionamento / This dissertation examines the influence of TCSC FACTS on the power system energy function, specifically on the potential energy. The influence of dynamic compensation of the TCSC in the trajectory of the system after a major disruption in order to improve transient stability is also approached. The potential energy is evaluated in the space of machines rotor angular positions around stable equilibrium point taking into account effects of the TCSC action and the trajectory of the system is superimposed with equipotential curves and so it is possible to evaluate the effects of the dynamic compensation. Simulations are performed with two test systems, one being a (four machines system) and the other being the well-know New England system submitted to great disturbances. The stability of the first oscillation in order to determine the critical fault clearing time, is assessed. It is possible to change the system trajectory in order to traverse a more steeply path, i.e. ideally matching orientation with the potential energy gradient. The influence of series compensation in potential energy is taken into account, in order to conduct the system trajectory to the potential energy gradient orientation

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-29Bitstream added on 2014-06-13T20:09:45Z : No. of bitstreams: 1 pereirajunior_br_me_ilha.pdf: 2079589 bytes, checksum: 086f2d874ba748765509a09a3555c74f (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Manter o perfil de tensão da rede de distribuição dentro dos limites operacionais adequados é um problema que deve ser modelado e resolvido obedecendo às restrições de natureza técnica e econômica. Após um período de construção da rede de distribuição ocorre degradação da qualidade do perfil de tensão como conseqüência das dificuldades de prever condições precisas durante a fase de planejamento do sistema. Desta maneira torna-se necessário o planejamento de curto prazo da rede de distribuição como a instalação de dispositivos que assegurem que o sistema opere dentro dos limites de magnitude de tensão estabelecidos pelas agências reguladoras. Dentre os dispositivos, destaca-se a alocação de bancos de capacitores, que instalados de forma adequada proporcionam a compensação de reativos, regulando as magnitudes das tensões ao longo da rede bem como o fator de potencia da subestação e fornecendo como benefício secundário a redução de perdas ativas no sistema. O problema de alocação de bancos de capacitores em sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em determinar os tipos, capacidade, localização e esquemas de controle dos bancos alocados. Neste trabalho apresenta-se uma nova metodologia para alocar bancos de capacitores fixos e chaveados em alimentadores de distribuição. Esta metodologia contempla as necessidades de representar o comportamento estocástico dos diferentes tipos de cargas conectadas ao sistema de distribuição e a característica topológica das redes de distribuição que não apresentam mais estrutura radial, devido à presença de geradores distribuídos ligados diretamente à rede. O problema de alocação de bancos de capacitores fixos e chaveados é formulado como um modelo de programação não linear inteiro misto multiobjetivo e para solução deste modelo é proposto um algoritmo genético multiobjetivo e uma algoritmo busca tabu multiobjetivo / Maintaining the voltage profile of distribution networks within the operational limits is a problem that must be modeled and solved according to economical and technical restrictions. Afterwards a period of constructing the distribution network, there is degradation of the quality of the voltage profile as a consequence of the difficulties in predicting precise conditions during the planning phase. This way, it is necessary the short term distribution planning and the installation of devices that assure the system operating within the voltage magnitudes fixed by the regulating agencies. Among the devices, there are allocation of capacitor banks, that when adequately installed provide the reactive compensation, regulating the voltage magnitude along the network as well as the substation power factor and providing as a secondary result reducing the active losses of the system. The problem of allocating capacitor banks in electrical energy distribution systems consists in determining the types, capacity, localization and control techniques of the allocated Banks. This work presents a new methodology for allocating fixed and switched capacitor banks in distribution feeders. This methodology attends the needs of representing the stochastic behavior of the different types of the loads connected to the distribution system and the topological characteristics of the distribution networks that do not present radial structure, due to the distributed generators connected directly to the network. The problem of allocating fixed and switched capacitor banks is formulated as a mixed multi objective nonlinear integer programming model and for solution of this model is proposed a multi objective genetic algorithm and a multi objective tabu search algorithm

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-16Bitstream added on 2014-06-13T19:06:56Z : No. of bitstreams: 1 souza_rff_me_ilha.pdf: 1327181 bytes, checksum: ab1c463759afe64b84fc05883c4464a9 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O problema de Planejamento da expansão de Sistemas de Distribuição (PSD) de energia elétrica apresentado neste trabalho tem como objetivo a construção/recondutoramento de circuitos e construção/repotenciação de subestações de forma otimizada avaliando os custos de construção de circuitos e/ou subestações e de operação do sistema em um horizonte de planejamento pré-estabelecido. Para resolver este problema, uma metaheurística de Busca em Vizinhança Variável (VNS) foi desenvolvida. Inicialmente, foi implementado um Algoritmo Heurístico Construtivo (AHC) para fornecer um ponto inicial de boa qualidade para a metaheurística. A vantagem do algoritmo VNS é sua fácil implementação e adaptação ao problema de PSD além da possibilidade de avaliar diferentes estruturas de vizinhança garantindo adequada exploração do espaço de busca. O algoritmo VNS foi escrito na linguagem de modelagem matemática AMPL onde a cada iteração é resolvido um problema de programação não linear utilizando o solver comercial KNITRO / Distribution System expansion Planning (DSP) problem presented in this work aims to build/reconducting circuits and to build/repower substations optimally assessing the cost of building circuits and/or substations and operating system in a horizon planning pre- established. To solve this problem, a metaheuristic Variable Neighbourhood Search in (VNS) has been developed. Initially, a Constructive Heuristic Algorithm (HCA) was implemented to provide a good starting point for the metaheuristic. The advantage of the VNS algorithm is its easy implementation and adaptation to the DSP problem and the opportunity to assess different neighborhood structures ensuring adequate exploitation of the search space. The VNS algorithm was written in mathematical modeling language AMPL where each iteration is solved by a nonlinear programming problem using the commercial solver KNITRO

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-30Bitstream added on 2014-06-13T19:47:48Z : No. of bitstreams: 1 vanderlinde_jb_me_ilha.pdf: 817450 bytes, checksum: f55727575f9ad09191bc30a0419b1f24 (MD5) / A presente pesquisa considera a análise teórica e a implementação computacional do algoritmo Dual Simplex Canalizado especializado na reotimização eficiente dos subproblemas gerados pelo algoritmo Branch and Bound para resolver problemas de Programação Linear Inteiro Misto. Juntamente com estes algoritmos é implementado o algoritmo Primal Simplex Canalizado para resolver o problema de Programação Linear inicial resultante do problema Programação Linear Inteiro Misto após desconsiderar a restrição de integralidade das variáveis. Estes algoritmos, adequadamente analisados e sistematizados são implementados através da linguagem computacional FORTRAN 77 e empregados no Planejamento da Expansão de Sistemas Transmissão modelados através do Modelo de Transportes que resulta em um problema de Programação Linear Inteiro Misto. / This research considers the theoretical analysis and computational implementation of the Dual Simplex algorithmfor Bounded Variables specializes in efficient re-optimization of sub-problems generated by the Branch and Bound algorithm to solve Mixed-Integer Linear Programming problems. Along with these algorithms has been implemented Primal Simplex algorithm for Bounded Variables to solve the initial Linear Programming problem result of a Mixed-Integer Linear Programming problem after relaxing the integrality of the variables. These algorithms has been adequately analyzed and implemented via the computer language FORTRAN 77. The methodology has been tested on the Transmission Network Expansion Planning based on a transportation model that results in a Mixed-Integer Linear Programming.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-22Bitstream added on 2014-06-13T20:08:29Z : No. of bitstreams: 1 puger_eb_me_ilha.pdf: 513524 bytes, checksum: 872b0c75b1e6e16efa673f4cea57ae43 (MD5) / Nesta dissertação de mestrado propõe-se um fluxo de carga não – iterativo para calcular o ponto de operação em regime permanente de um sistema de distribuição de energia elétrica radial ou malhado. No fluxo de carga proposto, as demandas do sistema de distribuição de energia elétrica são modeladas através de aproximações lineares em termos das partes real e imaginária da magnitude de tensão, tendo em conta que os ângulos de fase das tensões do sistema de distribuição se mantém dentro de um intervalo relativamente pequeno e limitado para as condições típicas de operação do sistema de distribuição de energia elétrica. Os coeficientes das aproximações lineares são obtidos a partir do método de mínimos quadrados. O fluxo de carga proposto está composto por três fases: 1) estimação da magnitude de tensão mínima e do ângulo máximo e mínimo de fase das tensões; 2) cálculo do ponto de operação em regime permanente inicial; e 3) correção do ponto de operação obtido na fase 2. O fluxo de carga proposto foi implementado na linguagem de programação MATLAB 7.9.0 (R2009a) e testado usando diferentes sistemas de distribuição de energia elétrica de pequeno e grande porte. A partir dos resultados obtidos observou-se a eficiência e precisão do fluxo de carga proposto quando comparados com os métodos de fluxo de carga existentes na literatura. Tendo em conta estas características, foi resolvido o problema de reconfiguração de sistema de distribuição de energia elétrica utilizando o fluxo de carga proposto com o auxilio da metaheurística GRASP, com o objetivo de mostrar que o fluxo de carga é eficiente e rápido para resolver outros problemas típicos nos sistemas de distribuição de energia elétrica. / This dissertation proposes a load flow non-iterative to calculate the operating point in steady state of a radial or meshed electric power distribution system. In the proposed load flow, the demands of the electric power distribution system are modeled using linear approximations in terms of the real and imaginary parts of the voltage magnitude, taking into account that the phase angles of the voltages of distribution system remains within of a range relatively small and limited in the typical conditions of electric power distribution system operation. The coefficients of the linear approximations are obtained from the least-squares method. The proposed load flow is composed of three phases: 1) estimate the minimum voltage magnitude and the maximum and minimum phase angle of voltages, 2) calculation of the operating point in steady state initial, and 3) correction of the operating point obtained in phase 2. The proposed load flow was implemented in the programming language MATLAB7.9.0 (R2009a) and tested using several electric power distribution systems. The results obtained showed efficiency and accuracy of the proposed load flow when was compared with the load flow methods existing in the literature. Given these characteristics, the reconfiguration problem of electric power distribution system was solved using the proposed load flow with the help of the GRASP metaheuristic, aiming to show that the load flow is efficient and fast to solve other typical problems in the electric power distribution systems.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-20Bitstream added on 2014-06-13T20:29:04Z : No. of bitstreams: 1 lima_fpa_me_ilha.pdf: 1444962 bytes, checksum: f814ed07710ed9ad108eae8a90aec20d (MD5) / Neste trabalho apresenta-se um método para detecção e classificação de distúrbios de tensão em sistemas de distribuição de energia elétrica. A partir das oscilografias de tensão, medidas na subestação, aplica-se o algoritmo de seleção negativa de um sistema imunológico artificial para diferenciar os sinais entre próprios e não-próprios. Os sinais classificados como próprios representam a operação normal do sistema, isto é, alimentador sem a presença de distúrbio, e os classificados como não-próprios são sinais onde há a presença de uma anormalidade. A análise dos sinais é realizada através do janelamento das oscilografias onde são realizadas comparações entre os sinais e os detectores previamente criados, avaliando a afinidade entre as janelas. Caso a afinidade entre os sinais ultrapasse um limiar preestabelecido pelo operador, é encontrado um casamento, e o sinal é classificado. Com esta proposta busca-se a concepção de um método que possa ser modificado facilmente, para atender a permanente evolução das tecnologias das subestações. Para validar e avaliar o desempenho do método foram realizados testes com quatro sistemas de distribuição de energia elétrica, sendo três sistemas testes de 5, 33 e 84 barras e um sistema real de 134 barras / This work presents a method to detect and classify voltage disturbances in electrical distribution systems. The Negative Selection Algorithm of an artificial immunological system is applied to the voltage oscillographs, measured on the substation, to distinguish the signals as self or nonself. The signals classified as self represent the normal operation of the system, i.e. the feeder without disturbance, and those classified as nonself are the signals where there are some abnormalities. The signal analysis is performed by windowing the oscillographs comparing the signals and the detectors previously created, evaluating the affinity with the windows. If the affinity with the signals overpasses a predefined limit a matching is found and the signal is classified. This proposal is a method that can be easily modified to attend the fast evolution of the substation technologies. To validate the performance tests were done to four different distribution systems, including one real system

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-24Bitstream added on 2014-06-13T20:29:05Z : No. of bitstreams: 1 garciaosorio_va_me_ilha.pdf: 7086249 bytes, checksum: f0c9e3175a083de7a457f0924775c2ef (MD5) / O escopo deste trabalho é a otimização do carregamento dos Veículos elétricos (VEs) em um ambiente controlado, considerando-se uma infraestrutura de medição avançada. O método desenvolvido utiliza uma técnica de otimização linear, a qual determina a potência elétrica que será entregue a cada VE considerando como restrições os níveis de operação da rede elétrica de média tensão. Essa potência será chamada neste trabalho como taxa de carregamento ótimo. Para a aplicação da metodologia proposta neste trabalho, é necessário conhecer a distribuição espacial dos veículos elétricos híbridos plug-in (PHEVs) na cidade e a distância percorrida por cada um deles. Para isto, foi utilizado o modelo espaço-temporal que utiliza um sistema multiagente e um enfoque de percolação o qual permite estimar a localização de cada PHEV e o estado de carga inicial (SOC) para a conexão no sistema. Estes dados são considerados como dados de entrada para a metodologia apresentada neste trabalho. O método foi testado no sistema teste IEEE 34 considerando niveis de penetração de 15%, 30% e 50% e o algoritmo desenvolvido foi implementado em linguagem de programação MATLAB 7.9.0 (R2009a). Os resultados mostram que com uma porcentagem de penetração de 15%, é possível atender a demanda adicional, representada pela conexão dos PHEVs, sem violar as restrições de operação do sistema; com uma porcentagem de penetração de 30%, os resultados mostram que, preservando os limites de operação do sistema, uma porcentagem de 20,66% dos PHEVs consegue carregar totalmente suas baterias. Também, com uma porcentagem de penetração de 50% os resultados mostram que 8,56% dos PHEVs consegue ficar dentro de um nível de energia aceitável. Porém, gerando cenários de recarga onde os níveis de tensão do sistema são aumentados e... / The scope of this work is to optimize the charging of electric vehicles (EVs) in a controlled environment, considering an advanced metering infrastructure. The method uses a linear optimization technique, which determines the electrical power that will be delivered to each EV considering the levels of operating constraints in a medium-voltage distribution network. In this work, such power is called the optimal charging rate. For the application of the methodology proposed in this work, it is necessary to know the spatial distribution of the hybrid electric vehicles (PHEVs) and the distance traveled by each of them. For this, this work used the spatial-temporal model formed by a multi-agent system with a percolation approach to estimate the location of each PHEV, and the initial state of charge (SOC) in the beginning of recharge. These data are considered as inputs of the presented methodology in this work. The method was tested in the IEEE 34 test system considering penetration levels of 15%, 30% and 50% and the developed algorithm was implemented in the MATLAB programming language 7.9.0 (R2009a). The results show that with 15% of penetration, it is possible to meet the additional demand, represented by the connection of PHEVs without violating the operation system constraints; with a percentage of 30% penetration, the results show that while preserving the operating limits of the system, a percentage of 20.66% of PHEVs can fully charge their batteries. Also, with a percentage of 50% penetration results show that 8.56% of PHEVs can stay within an acceptable power level. However, creating scenarios where the system voltage levels are increased and, moreover, the charging time is extended, the batteries of all PHEVs, representing a rate of penetration of 30% are in the end of the clearance within an acceptable level and, for 50%, a... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-23Bitstream added on 2014-06-13T20:09:48Z : No. of bitstreams: 1 martins_lfb_me_bauru.pdf: 963421 bytes, checksum: 7c1f9175f040c64a63fdf8db9f7a10a1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foi feita uma análise comparativa entre diferentes escolhas dos pontos utilizados pelo método look ahead na estimação do ponto de máximo carregamento de um sistema elétrico de potência. O Fluxo de Cargo Continuado é utilizado na geração dos pontos de operação utilizados pelo método look ahead e para servir como referência na comparação entre os resultados previstos e o ponto de máximo carregamento real. Uma vez que a exatidão dessa estimativa é fortemente afetada pela escolha desses pontos, o FCC é modificado para fornecer pontos mais adequados para o bom funcionamento do método look ahead. A metodologia proposta é aplicada ao sistema IEEE de 300 barras, os resultados obtidos mostram o seu bom funcionamento / Here we did a comparative analysis between different choices of the points used by the look ahead method for estimating maximum loading point of a power system. The Continued Power Flow (CPF) is used in the generation of operating points used by the look ahead method and to serve as a reference in comparison between the predicted results and the real maximum loading point. Since the accurancy of this estimative is strongly affected by choicen of these points, the CPF is modified to provide the most appropriate for the proper functioning of the method look ahead. The proposed methodology system is applied to IEEE 300 buses, the results have shown its good functioning

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-06Bitstream added on 2014-06-13T19:48:57Z : No. of bitstreams: 1 campitelli_em_me_ilha.pdf: 1263646 bytes, checksum: 8c37b7f4ddd0230d76c35d0ab31e2adf (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido a alta competitividade do mercado de energia junto com a redução dos custos de novas tecnologias que disponibilizam no mercado geradores de energia elétrica de diferentes modelos de variadas capacidades, a custos competitivos, atualmente há uma tendência de utilização de novas fontes para geração de energia elétrica. Neste sentido, de acordo com análises técnicas e econômicas, a inserção de tais geradores pode ser adequada não somente ao longo de redes de transmissão, mas também nas redes de média e baixa tensão. No entanto, estes geradores distribuídos (GDs) podem fazer com que partes do alimentador percam radialidade. Isto possui influência direta na coordenação e ajustes dos dispositivos de proteção instalados ao longo do alimentador, já que a alocação de GD na rede de distribuição acarreta em alterações no perfil de tensão, nos níveis de curto-circuito, estabilidade do sistema, e pode resultar em ilhamento de algumas áreas da rede na ocorrência de falta. Neste trabalho é proposto e implementado um algoritmo computacional que permite a realização de projetos para alocar de forma integrada e otimizada geradores distribuídos e dispositivos de proteção em alimentadores aéreos de distribuição. No desenvolvimento do algoritmo considera-se de forma totalmente integrada os aspectos técnicos e econômicos da alocação, realocação, especificação e coordenação dos dispositivos de proteção em redes aéreas de distribuição com GDs. Para avaliação da eficiência do sistema computacional desenvolvido, são apresentados resultados de testes efetuados em dois alimentadores reais de distribuição, sendo um de 134 e outro de 660 barras. / Currently, there is a tendency for using new generation sources of electric power due to the high competitiveness of the electric power market along with costs reduction of new technologies that make available electric power generators of different types and capabilities. Thus, according to technical and economical analyses, the insertion of such generators can be suitable on not only transmission networks, but also on medium- and low-voltage networks. Nevertheless, these distributed generators (DGs) can make sections of an originally radial feeder turn into loops. It directly affects the coordination and adjustments of protective devices placed on the feeder, because the DG placement changes the voltage profile, the short-circuit currents, the system stability, and can result on islanding of some areas of the faulted network. A computational algorithm that allows the design of projects for placement, in an integrated and optimized way, of distributed generators and protective devices on overhead distribution feeders is presented and implemented in this research project. Technical and economical aspects of placement, replacement, specification and coordination of protective devices on distribution feeders presenting DGs are simultaneously considered for developing the algorithm. In order to analyze the efficiency of the developed computational system, the results for performed tests for two real-life distribution feeders, one 134-node and another 660-node, are presented.