Orientador: Secundino Soares Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toscano_AndreEmilio_M.pdf: 30584461 bytes, checksum: 8f532daf632ae90c9325c899608a0457 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os modelos de planejamento energético aplicados ao Sistema Interligado Nacional (SIN) devem fornecer um despacho de geração hidrotérmica que atenda ao mercado de energia elétrica brasileiro de forma a assegurar o atendimento das demandas e a minimizar os custos operativos. Devido às características hidrelétricas predominantes no sistema brasileiro, o planejamento visa determinar o despacho hidrelétrico otimizado que minimiza a complementação termelétrica necessária ao atendimento das demandas de energia elétrica do SIN. O modelo de planejamento energético de longo prazo em vigor no sistema elétrico brasileiro é o NEWAVE, um modelo estocástico que representa o sistema através de subsistemas equivalentes de energia e que tem sua solução desagregada a usinas individualizadas por outros modelos, como o DECOMP ou SUISHI-O. O modelo ODIN é a metodologia de planejamento energético desenvolvida na UNICAMP, que trata a estocasticidade das vazões afluentes de forma indireta, por meio de um previsor de vazões e de um otimizador a usinas individualizadas, e que a cada intervalo de planejamento fornece as decisões de despacho hidrotérmico por usina considerando as vazões previstas e a otimização da geração hidráulica do sistema. Este trabalho apresenta a comparação de desempenho entre os modelos de planejamento energético NEWAVE e ODIN na obtenção do despacho hidrotérmico otimizado para o SIN / Abstract: The optimization models applied to hydrothermal scheduling on the Brazilian National Interconnected System (SIN) shall provide the order of hydrothermal generation that meets the Brazilian market of electric energy in a way that the demands of power are attended and the operating costs, minimized. Due to the hydroelectric predominant feature in the Brazilian system, the planning aim to determine the optimal hydroelectric generation that minimizes the thermoelectric supplementation necessary to attend the power demands of Brazilian SIN. The long-term hydrothermal scheduling plan model operating nowadays in the Brazilian electrical system is the NEWAVE, a stochastic model that represents the system by equivalent subsystems of energy, through composite reservoirs, and has its solution decompounded of individualized plants by other models, like the DECOMP and SUISHI-O. The ODIN model is the energy planning methodology developed at UNICAMP that treats indirectly the stochasticity of affluent flows. This is done by means of an inflow predictor and an optimizer for individual plants, thats provide the planning decisions at each interval to order the hydrothermal scheduling considering the provided flow generation for each plant and the optimization of the hydraulic generation of the system. This work presents a comparison of performance between the models of hydrothermal scheduling NEWAVE and ODIN, in their obtainment of optimized hydrothermal scheduling for the Brazilian SIN / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Alberto Favarin Murari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:01:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JoaoAngeloBoscoda_M.pdf: 958285 bytes, checksum: 44930f0b897c664249dfdc6fef42349a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As decisões na operação de sistemas de potência estão associadas com diferentes aspectos, não somente técnicos (segurança, confiabilidade, etc.) senão também econômicos (custos de produção, venda de energia, etc.). Estes objetivos estão inclusos dentro dos modelos de despacho econômico usando o Fluxo de Potência Ótimo (FPO). De outra forma, com o crescente interesse nos aspectos ambientais, outros critérios, tais como a poluição, devem ser incorporados ao modelo de despacho. Outro aspecto importante é a incerteza de algumas variáveis e o problema pode ser modelado usando lógica nebulosa. Nesta dissertação é proposto um esquema simples para a tomada de decisões na operação de sistemas de potência, baseado em um Despacho Econômico Ambiental Nebuloso. É usado um modelo de ¿FPO Nebuloso DC¿ e este consiste de dois cenários, o ambiental versus o econômico e o econômico versus a incerteza. Os problemas de congestão (sobrecarga em ramos) e o corte de carga são também levados em conta. A formulação proposta permite obter, de uma forma simples, informações úteis para a avaliação da melhor decisão na operação levando em conta o critério ambiental. As simulações realizadas em diferentes sistemas, incluindo sistemas teste IEEE (Garver, IEEE30) e real (Piratininga), são mostradas para avaliar o esquema proposto / Abstract: The decisions on power systems operation deal with different issues not only technical (security, reliability, etc.) but also economics (production costs, deregulated electricity markets, etc.). These subjects are included into the generation dispatch models by using an Optimal Power Flow (OPF). On the other hand, with the environmental issues growing up other criteria, such as the pollution, must be added to the dispatch model. Other important aspect is the uncertainty of some variables and the problem can be modeled by using fuzzy logic. In this work an easy scheme for the decisions on power systems operation is proposed, based on Fuzzy Economic and Environmental Dispatch. A ¿DC Fuzzy OPF model¿ is used and it consists of two main stages, the environmental versus the economic and the economic versus the uncertainty. The overloads on branches and the load curtailment are also taken into account. The formulation proposed allows obtaining, in a simple way, useful informations for evaluating the best decision in the operation taking into account the environmental criteria. Simulations for different systems, including IEEE test systems (Garver, IEEE30) and real system (Piratininga), are shown to evaluate the scheme / Mestrado / Engenharia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ariovaldo Verandio Garcia, Marcos Julio Rider Flores / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T23:19:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_MarinaLavoratode_D.pdf: 1360671 bytes, checksum: e66710c118252edf8c3638375c56fdc7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Abstract: In this work the Distribution System Integrated Planning (DSIP) problem is modeled as a mixed integer (binary) nonlinear program problem. Two techniques were investigated to solve this problem. First, a specialized Constructive Heuristic Algorithm (CHA) was implemented. A sensitivity index is used in each step of the CHA to add a circuit, a substation, a capacitor bank or a voltage regulator to the distribution system. This sensitivity index is obtained by solving the DSIP problem considering the numbers of circuits and substations to be added as continuous variables (the DSIP relaxed problem). The objective of the DSIP is to minimize the operation costs and the construction costs of circuits, substations, capacitors and voltage regulators, which are subjected to constraints of power balance, voltage magnitude, maximum circuit and substation capacities, taps control and radiality constraint. In addition, a local improvement phase to improve the initial solution of the CHA and a branching technique to avoid the infeasibility cases in the distribution system operation were included / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alex Ricardo Arquinego Paz.pdf: 1215286 bytes, checksum: 346776688a2985bd55dd36d813b4e81a (MD5) Previous issue date: 2004-03-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The main objective of this research is to implement and evaluate the performance of a numerical solver known as DASSL, in a transient and long-term stability program, applied in the solution of differential and algebraic equations representing the network and its components. The solver is a computer code purely mathematic, ready to use, comprising numerical methods suitable to the analysis of interested phenomena. The user must develop an interface to the input and output data according to his personal interests, i.e., according to the problem being solved. The solver efficiency was tested in several steps. The beginning was over the solution of a first order ordinary differential equation, moving to computer tests with hypothetical power systems, increasing gradatively the computer simulation complexity. The obtained results revealed that this solver is very efficient in time domain transient and long-term stability studies, certifying that the power system dimension is either small- or medium-port. The resulting information from this work form the basis to the implementation of advanced solvers in a stability program. The goal is, independently of the power system size, provide a small processing time keeping the reliability of the numerical results. / O objetivo principal desta pesquisa é implementar e avaliar o desempenho numérico e computacional de um solver-numérico conhecido na literatura como DASSL, em um programa de estabilidade de fenômenos transitórios e de longo-termo, usado na resolução de sistemas de equações diferenciais e algébricas que representam a rede de energia elétrica e seus componentes. O solver-numérico é um programa computacional de caráter puramente matemático, já pronto para uso, contendo métodos numéricos que podem ser adequados às análises dos fenômenos de interesse. O usuário deve então desenvolver uma interface para a entrada e saída de dados de acordo com seu interesse, ou seja, de acordo com o problema a ser resolvido. A eficiência do solver foi testada em etapas. Começou-se por resolver uma simples equação diferencial ordinária de primeira ordem, passando-se para testes com modelos de energia elétrica hipotéticos, onde se aumentou gradativamente a complexidade das simulações computacionais. Os resultados obtidos revelaram que este solver-numérico é muito eficiente em estudos computacionais no domínio do tempo de fenômenos transitórios e de longo-termo, certificando-se que os sistemas elétricos sejam de pequeno-, ou de médio-porte. As informações decorrentes deste trabalho servirão de base para a implementação em um programa de estabilidade de solvers-numéricos mais avançados. A meta é, independentemente do tamanho do sistema simulado, ter um tempo de processamento pequeno sem perder a confiabilidade dos resultados numéricos.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dionicio Zocimo Naupari.pdf: 425081 bytes, checksum: 1265a397b130ab014dd6f81ab1f85337 (MD5) Previous issue date: 2006-02-17 / This work presents the equations of operation limits of the synchronous machine that constitute the so called capability curve. From these mathematical equations, deduced from each one of these limits, the graphic of the operation curve is computationally generated, defining the operation region of the synchronous machine so that their windings do not itself deteriorate nor the machine loses stability in steady state. These equations are being included or implemented in the constraints of an optimal power flow (OPF). Actually these mentioned equations, neither have not been published on technical bibliography nor have these equations been used in OPF programs that consider the real operation limits of the synchronous machine. It is considered that the generation capacity of the active and reactive powers of a synchronous generator is limited by the complete capability curve, considering all its limits, and the principal target of this research work is the implementation of these limits in an OPF. The considered optimal power flow have been modeled as a nonlinear programming problem with an objective function that minimizes the total cost of generation of the active power, subject to a set of technical and economic constraints. The solution of the proposed OPF was obtained with the MATLAB® optimization functions. The proposed methodology has been successfully applied on the WSCC3 of 3 generator systems as well as on the New England 10 generators system, verifying that the operation costs are higher compared with the results of conventional OPF s programs that use capability curve approximated limits. / Neste trabalho, apresentam-se as equações dos limites de operação da máquina síncrona que constituem a chamada curva de capabilidade. A partir dessas equações matemáticas, deduzidas de cada um dos limites, é obtido computacionalmente o gráfico da curva de operação que define a região de operação da máquina síncrona para que seus enrolamentos não se deteriorem nem que a máquina perca estabilidade em regime permanente. Essas equações estão sendo incluídas nas restrições de um fluxo de potência ótimo (FPO). Na literatura técnica, não há relatórios sobre as equações mencionadas nem sobre a sua utilização em programas de FPO que considerem os limites reais de operação da máquina síncrona. Considera-se que a capacidade de geração das potências ativa e reativa de um gerador síncrono está limitada pela curva de capabilidade completa considerando todos os seus limites e o objetivo principal deste trabalho de pesquisa tem sido a implementação desses limites num FPO. O fluxo de potência ótimo considerado tem sido modelado como um problema de programação não-linear com uma função objetivo para minimizar o custo total de geração da potência ativa, sujeita a um conjunto de restrições técnicas e econômicas. A solução do FPO proposta foi obtida com as funções de otimização do MATLAB®. A metodologia proposta foi aplicada com sucesso aos sistemas teste WSCC3 de 3 geradores e New England de 10 geradores, comprovando que os custos de operação são maiores comparados com os resultados de programas FPO convencionais que utilizam limites aproximados da curva de capabilidade.

Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T09:57:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fujisawa_CassioHideki_M.pdf: 844179 bytes, checksum: 599c2d5e9fde47013351265d74d7b02a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo:Neste trabalho de pesquisa propõe-se uma ferramenta flexível para o Cálculo da margem de segurança de redes de distribuição de energia elétrica com relação à estabilidade e de tensão. Esta margem de segurança está relacionada à distância (em termos da carga)entre o ponto de operação atual e o ponto de operação correspondente à máxima carga admissível. Esta ferramenta utiliza um fluxo de carga pelo método de Newton modificado e se presta também avaliar certos impactos da inserção da geração distribuída sobre a operação da rede. A metodologia proposta mostra-se adequada inclusive em ambientes sujeitos a severas restrições de tempo computacional, como a operação em tempo real de sistemas elétricos de potência. / Abstract: A flexible tool for computing the voltage stability security margin of distributions systems is proposed in this research work. This security margin corresponds to the distance (in load parameter space) from the Current operating point to the maximum loading point. This tool uses a modified Newton's load flow method and it is also useful for evaluating Certain impacts of the insertion of distributed generation on the system operation. The proposed methodology has shown to be suited for environment subjected to severe computation time constraints, such as power systems real time operation. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sérgio Valdir Bajay / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:35:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_ElisadePodesta_M.pdf: 7431510 bytes, checksum: e7a85003e392f6d271fdc2dc2e9db379 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O desenvolvimento de um país exige energia. Ela está presente em diferentes formas ao nosso redor, seja na lâmpada que ilumina o nosso ambiente de trabalho, no combustível dos veículos, ou em todos os processos de produção industrial. Este trabalho foca a geração de energia elétrica proveniente de usinas hidrelétricas através da repotenciação. Repotenciar é o ato de melhorar os parâmetros atuais de uma usina, seja aumentando sua capacidade instalada, ou seu fator de capacidade, seja melhorando o rendimento, ou as características mecânicas/elétricas das suas máquina. A automação também é um fator importante nas repotenciações de hoje. Repotenciar demanda um prazo muito menor do que a construção de uma usina nova, além de não gerar impactos ambientais adicionais e possuir menor custo. As usinas brasileiras estão envelhecendo e precisam passar por algum processo de modernização para manter (ou aumentar) sua geração. Neste trabalho são apresentados os vários tipos de repotenciações possíveis e os componentes envolvidos em uma usina, assim como se estima a capacidade instalada das usinas hidrelétricas brasileiras mais adequadas para uma repotenciação. Exemplos de repotenciações no País e no exterior são discutidos, com destaque para trabalhos realizados pela Andritz Hydro. As barreiras hoje existentes para uma maior difusão do processo de repotenciação no Brasil são analisadas, e possíveis estratégias para eliminar estes obstáculos são propostas / Abstract: The development of a country requires energy. It is present in different forms around us, in the lamp that illuminates our workplace, in the vehicles' fuels, or in all industrial processes. The focus of this study is the electricity generation coming from hydropower plants through rehabilitation. The latter is the act of improving the current parameters of a power station, increasing the plant's installed capacity or capacity factor, or else, improving the machines' efficiency, or their mechanical/electrical characteristics. Automation is also an important factor in rehabilitations nowadays. Rehabilitation demands much less time than building a new power station; besides, it does not generate additional environmental impacts and has lower costs. Brazilian power stations are aging and need to go through modernization processes in order to keep (or increase) their generation. In this study, the possible rehabilitation types and the power plant components involved are presented. It is estimated the installed capacity power for the most adequated hydro power stations in Brazil regarding rehabilitation project. Examples of rehabilitations in the country and abroad are discussed, particularly some of them carried out by Andritz Hydro. The current barriers for a larger diffusion of the rehabilitation process in Brazil are assessed, and possible strategies to eliminate these obstacles are proposed / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestra em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Ruy de Quadros Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:15:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_MarianeQueirozde_M.pdf: 1651877 bytes, checksum: 96c77fad53d4f0135ad1faf49866e212 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Principal objetivo desta dissertação é estudar o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo como uma influência na adoção de práticas e tecnologias mais limpas e sustentáveis no setor de energia elétrica do Brasil A inquietação sobre as mudanças climáticas tem saído do âmbito puramente ambiental e se tornado uma preocupação econômica e social. A discussão sobre a responsabilidade das atividades humanas para o aquecimento global (ações antropogênicas), sobre os efeitos das mudanças climáticas serem ou não iminentes e o que fazer para impedir o agravamento do problema são questões que nos últimos anos tem orientado o debate ambiental em relação às mudanças climáticas. Com a implantação do Protocolo de Kyoto, o mecanismo proposto para auxiliar a mitigação e o desenvolvimento econômico é o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL). Por meio deste mecanismo, os países desenvolvidos e aqueles em desenvolvimento poderão criar projetos, em cooperação, para atingir os objetivos de redução dos gases de efeito estufa. Desta forma, o MDL serviria como motivação econômica às nações que precisam reduzir suas emissões de dióxido de carbono. Para melhor entendimento da contextualização e classificação teórica do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo é apresentado as principais características da Economia Ambiental sobre as questões ambientais e uma visão alternativa a esta corrente de pensamento econômico. Mostrando que a influência do desenvolvimento tecnológico em sistemas de energia e meio ambiente permeia as discussões da política energética e ambiental. Após apresentar o referencial teórico é descrito o setor elétrico brasileiro e em seguida as características institucionais do MDL. A última parte da dissertação apresenta a experiência do MDL no Brasil, descrevendo as atividades de projetos e a estrutura e trâmite dos projetos na instituição brasileira responsável pela análise e aprovação dos projetos. Para analisar os projetos de MDL em energia renovável no País foi necessário entender quais são os procedimentos para aprovação dos projetos e os resultados alcançados no desenvolvimento desses projetos. Após a descrição institucional foi feito o estudo e análise dos projetos brasileiros em energia renovável para geração de energia elétrica, para tentar responder à questão proposta neste trabalho, se MDL representa um estímulo efetivo à adoção e difusão de tecnologias e práticas mais limpas e sustentáveis no Brasil, principalmente no setor de energia elétrica / Abstract: This essay's main goal is studying the Clean Development Mechanism as an influence in the adoption of more practical, clean and sustainable technologies in the electrical electric power sector of Brazil. The inquietude on climate changes has left the environmental scope and is becoming an economical and social concern. The discussion on human activity responsibilities over global warming, the climate changing effects being or not imminent and what to do to avoid the escalation of the problem are questions that have being heading and orienting the environmental debate on climate changing. With the implantation of the Kyoto Protocol, the mechanism proposed to contribute the mitigation and economical development is the Clean Development Mechanism (CDM). Through this mechanism, developed and developing countries will be able to create, together or not, projects to achieve the objectives of reducing the amount of greenhouse gases issued. This way, CDM will stand as an economical motivation to all nations that need to reduce its carbon dioxide emissions. For better understanding of the contextualization and theoretical classification of the Clean Development Mechanism, are presented the main characteristics of Environmental Economics on environmental issues and an alternative view to this economics school. Showing that the influence of technological development in energy and environment systems permeate the discussions of energy and environmental policy. After presenting the theoretical reference, the Brazilian electricity sector is described and then the institutional characteristics of the CDM. This essay last part presents the CDM experience in Brazil, describing the project activities, structures and advances on the Brazilian institute responsible for analyzing and approving the projects. To analyze the CDM projects on renewable energy in Brazil, it was necessary to understand which are the procedures for approval and achieved results while developing these projects. After the institutional description, the study and analysis of the Brazilian projects on renewable energy for electric power generation was made to try answering the question proposed in this essay: whether CDM represents an effective spur to the adoption and diffusion of more practical, sustainable and cleaner technologies in Brazil, especially in the electricity sector / Mestrado / Politica Cientifica e Tecnologica / Mestre em Política Científica e Tecnológica

Orientador: Takaaki Ohishi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kadowaki_Makoto_D.pdf: 5665852 bytes, checksum: 8007a4e9bf74d78a3c83adc1271d30e0 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Esta tese apresenta um modelo para a programação da operação de sistemas hidrotérmicos predominantemente hidrelétricos. A formulação matemática adota uma representação detalhada das usinas hidrelétricas, do sistema de reservatórios, e leva também em conta requisitos de mercado e de operação. As usinas hidrelétricas são modeladas incluindo suas unidades geradoras (conjunto turbina-gerador), com os seus rendimentos representados pela curva colina, e considerando ainda os custos de partida/ parada das unidades geradoras. O sistema de reservatórios leva em conta a rede de reservatórios, considerando os tempos de viagem da água entre reservatórios, limites operativos de armazenamento, turbinagem e defluência, e considera também rampas de geração para atendimento de restrições ambientais. Em termos de mercado, o modelo considera a uma curva de carga global em base horária, e em termos de requisitos operativos considera restrições de reserva girante e conexão de usinas hidrelétricas a mais de um barramento. Como critério de otimização adota-se a minimização de perdas de geração na operação das hidrelétricas e dos custos de partidas e paradas de unidades geradoras. Como resultado desta modelagem, tem-se um problema de otimização determinístico não linear inteiro misto de grande porte. Este problema de otimização foi tratado por uma abordagem híbrida, combinando metodologias baseadas em Programação Dinâmica, Método de Newton, Método de Relaxação das Restrições, Método de Conjuntos Ativos e heurísticas. A metodologia foi aplicada a um estudo de caso baseado na programação de operação do Sistema Interligado Nacional, composto de 94 usinas hidrelétricas, 447 unidades geradoras e considerando um horizonte de uma semana / Abstract: This thesis presents a hydro unit commitment model for predominantly hydroelectric hydrothermal systems. The model employs a detailed representation of the hydro plants, the reservoir system, and taking into account the load demand and operational requirements. The hydro plants are modeling at hydro generation unit (turbine-generator set) level, in which its efficiency is represented by the hill curves, and also considering the hydro-unit start-up / shutdown costs. The reservoir system considers the network of reservoirs, the lead time of water displacement between reservoirs, the operational limits of storage, discharge, and generation ramp rate. The load demand is represented on hourly (or less) time base, the requirements of spinning reserve are taking into account, and the model also allows the representation of plants connected to more than one transmission sub-system. The mathematical formulation obtained is a mixed integer nonlinear optimization problem. The optimization problem is treated by hybrid method, combining methodologies based on Dynamic Programming, Newton Method, Active Set Method, and heuristics. The methodology is applied to a test system based on the Brazilian Interconnected System, composed of 94 hydro plants, with 447 hydro generation units, and considering a time horizon of one week / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores : Secundino Soares Filho, Aurelio Ribeiro Leite de Oliveira, Marcius Fabius Henrique Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T04:55:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Azevedo_AnibalTavaresde_M.pdf: 1630665 bytes, checksum: 977b49e28a1d1053369d461ecbd87293 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado