The energy issue is a focus of important discussion today when the human activities are becoming increasingly dependent on resources that can supply the increased demand. From these problematics, it has been sought solutions in alternative energy sources, less impacting, which gradually tend to substitute conventional models toward a more diversified array. Solar energy becomes an option to consider in Brazil against the large existing potential, and the photovoltaic system of irrigation, one of the applications of photovoltaic systems. This paper proposes to study the potential use of solar energy in photovoltaic irrigation systems in Lagarto/SE. The study involves an estimated local solar radiation using the Angstrom- Prescott model by the determination of the equation coefficients and comparison between the estimated and actual values; the system design based on water demands of crops involved and cost compared to the conventional model. The results showed that for Lagarto/SE, the horizontal solar radiation can be estimated by the use of coefficients found in the monthly partition (coefficient a between 0.31 and 0.37 and b between 0.32 and 0.42) and insolation data (n). The estimated average annual solar radiation found in the region was 19.66 MJ/m²dia, with a minimum value of 14.45 MJ/m²dia in June and maximum of 23.94 M/ m²dia in November. The estimated solar radiation indices showed that the study area has a high potential for solar energy applications in general. The photovoltaic irrigation systems to supply the maximum water demand found in every 0.5 ha in systems of 5 to 60 m (head) are required installed photovoltaic modules of 310 Wp to 3.4 kWp. Compared to the conventional system, the photovoltaic is competitive in systems with head up to 30 m and their applicability varies with the source of water available. / A questão energética é um foco de importante discussão na atualidade na medida em que as atividades humanas estão se tornando cada vez mais dependentes de recursos que possam suprir o aumento da demanda. A partir dessa problemática têm-se buscado soluções nas fontes alternativas de energia, menos impactantes, que aos poucos tendem a substituir os modelos convencionais na direção de uma matriz mais diversificada. A energia solar torna-se uma opção a se considerar no Brasil frente ao grande potencial teórico existente, sendo o SFVI (Sistema Fotovoltaico de Irrigação), uma das aplicações dos sistemas fotovoltaicos. O trabalho presente propõe estudar o potencial do uso da energia solar em sistemas fotovoltaicos de irrigação no perímetro irrigado Piauí localizado no município de Lagarto/SE. Em sua metodologia, o estudo envolve a estimativa da radiação solar local através do modelo de Angstrom-Prescott a partir da determinação dos coeficientes da equação e do comparativo entre os valores estimados e reais; o dimensionamento do sistema fundamentado nas demandas hídricas das culturas envolvidas e comparação com o modelo convencional. Os resultados mostraram que para o município de Lagarto, a radiação solar global horizontal pode ser estimada através do uso dos coeficientes encontrados na partição mensal (com coeficiente a variando entre 0,31 e 0,37 e b entre 0,32 e 0,42) e os dados de insolação (n). A radiação solar média anual estimada encontrada na região foi de 19,66 MJ/m²dia, com o valor mínimo de 14,45 MJ/m²dia no mês de junho e máximo de 23,94 MJ/m²dia em novembro. Os índices de radiação solar estimados mostraram que a região estudada possui um elevado potencial para o uso de energia solar em geral. Nos sistemas fotovoltaicos de irrigação, para suprir a demanda hídrica máxima encontrada em cada 0,5 ha em sistemas de 5 a 60 m.c.a são requeridas potências instaladas dos módulos fotovoltaicos de 310 Wp a 3,4 kWp, conforme o gráfico de dimensionamento elaborado. No comparativo com o sistema convencional o SFVI é competitivo em sistemas com alturas manométricas de até 30 m.c.a e sua aplicabilidade varia de acordo com a fonte de água disponível.

Orientador: Ariovaldo Verandio Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T13:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kawakami_ReginaMorishigue_M.pdf: 946052 bytes, checksum: c8161543e5e71a1460a743248ceb144a (MD5) Previous issue date: 2000 / Mestrado

Orientador: Aurelio Ribeiro Leite de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-08T20:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_SilviaMariaSimoesde_M.pdf: 6750487 bytes, checksum: 1f809b8802cfd855d0f605082cce7537 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho os métodos de pontos interiores primal-dual são utilizados para minimizar os custos e perdas na geração e transmissão do pré-despacho de fluxo de potência com corrente contínua (DC) em um sistema hidroelétrico com manobras previamente programadas. É realizado também o estudo da estrutura matricial desse problema e a alteração que ela impõe ao sistema. Uma função desenvolvida em Matlab que controla as manobras é exibida, e é adaptada na implementação de pontos interiores que não considera manobras, previamente desenvolvida. É realizada uma discussão sobre sua eficiência e algumas melhorias são propostas. É importante salientar que do ponto de vista computacional, o esforço por iteração para se resolver um problema com e sem manobras é semelhante, os motivos pelos quais isso ocorre também serão discutido nesse trabalho. Resultados computacionais com sistemas testes da IEEE e sistemas reais brasileiros comprovam esta afirmação / Abstract: In this work, the prima-dual interior point methods are used to minimize the DC predispatch generation and transmission costs on hydroeletric systems with previously scheduled maneuver. A study of the matrix structure is also performed considering the changes that occurs in the system after maneuvering. A function, developed in Matlab that controls the maneuver is shown and is adapted in the implementation of interior point methods already developed for the problem without maneuvers. It is important to stress that the computational effort to solve a problem with maneuver is close to the effort for solving the problem without it, the reason for it will be discussed ih this work. Computer results with test systems of the IEEE and real Brazilian systems reinforce this statement / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestre em Matemática Aplicada

Orientadores: Paulo Morelato França, Vinicius Jacques Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T05:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_AlanadaSilva_M.pdf: 1141597 bytes, checksum: 29180007fa94c919a3260202a743d587 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Sistemas de distribuição de energia elétrica podem ser reconfigurados em sua topologia visando operações de manutenção, reenergização de áreas escuras causadas por temporais ou balanceamento da carga dos alimentadores. Este trabalho considera o problema de reconfiguração da rede com o objetivo de balancear a carga dos alimentadores sem deixar de observar as restrições de capacidade dos alimentadores, de queda de tensão nas barras de carga e de radialidade da rede. Considera-se também um caso particular no qual há a necessidade de transferir carga de um determinado alimentador para os seus adjacentes por questões operativas, a fim de facilitar uma eventual manutenção ou visando a restauração de áreas desenergizadas. Depois da definição matemática do problema e da revisão da literatura especializada, são descritos sete algoritmos baseados em um método de balanceamento de carga conhecido como ¿Distance Measurement Technique (DMT)¿ aplicado a várias técnicas, inclusive a técnica de multichaveamento, usadas para determinar as operações de chaveamento envolvidas. Por fim, por meio de estudos com redes reais de médio e grande porte avalia-se a aplicabilidade das abordagens propostas / Abstract: Electric energy distribution systems can be reconfigurated aiming at maintenance operations, reenergizing dark areas caused by storms or feeder load balancing.This work considers the network reconfiguration problem with the load balancing objective while respecting constraints like feeder and voltage limits as well as the maintenance of a radial structure. It is also considered the particular case in which one wants to transfer load from a given feeder to its adjacent ones caused by maintenance operations or service restoration. After defining the mathematical formulation proposed and presenting the bibliographical survey, seven algorithms are presented based on a method for load balancing known as Distance Measurement Technique (DMT) applied to several technique, also the multitier technique, used to determine the switching operations involved. Finally, the effectiveness of these proposed methods are proved in a set of four systems, two of them referring to real Brazilian systems / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T16:59:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GuevaraHuerto_Wilfredo_M.pdf: 7004870 bytes, checksum: 515baaf3d80c6625dde9df137f1fff74 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O principal objetivo dessa pesquisa é identificar e quantificar os benefícios da aplicação de dispositivos FACTS para a rede elétrica do Estado de São Paulo no que diz respeito à estabilidade de tensão, controle de tensão, redução de perdas e de intercâmbios de potência reativa com as áreas externas. A rede de São Paulo foi escolhida para esse estudo por representar o principal centro consumidor do país, por necessitar de grande importação de energia via intercâmbios por longa distância em todos os cenários de operação, e por ter sido considerada a área crítica nos eventos de perda da estabilidade de tensão de 1997. O trabalho aborda especificamente, a aplicação de dois equipamentos FACTS como possíveis dispositivos que possam contribuir para a melhoria do desempenho de regime permanente do sistema elétrico do Estado de São Paulo: o controlador em derivação SVC (Static Var Compensator) e o controlador série FSC (Fixed Serie Compensator). Estes dispositivos FACTS foram escolhidos devido ao fato de já representarem tecnologias consolidadas, oferecidas no mercado por diversos fabricantes, e por serem economicamente de maior viabilidade comparativamente a tecnologias mais recentes / Abstract: The main objective of this research is to identify and to quantify the benefits of the application of FACTS devices for the electric system of São Paulo¿s State according to the voltage stability, voltage control, loss reduction and interchanges of reactive power with external areas. The São Paulo¿s system was chosen because it represents the main load center of the country, needs great energy importation by long distance interchanges in all operation sceneries, and was considered the critical area in the voltage instability events that happened in 1997. This work investigates specifically, the application of two FACTS devices as possible equipments that can contribute to the improvement of the steady state performance of São Paulo¿s State electrical system: the shunt controller SVC (Static Var Compensator) and serie controller FSC (Fixed Serie Compensator). These FACTS devices were chosen because they already represent consolidated technologies, offered in the market by many manufacturers, and have better economic viability comparatively to more recent technologies / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Santos Junior Anesio dos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:32:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bauab_GabrielaHelenaSergio_D.pdf: 3455899 bytes, checksum: 4ade2d30d8e9de4118018a2a17477849 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Com a expansão dos sistemas elétricos e o aumento de carga, uma das dificuldades dos operadores é a manutenção do perfil de tensão do sistema. Neste trabalho é proposta uma estratégia de cálculo de variáveis descontrole, visando melhoria nos perfis de tensão das redes de transmissão e distribuição consideradas de forma integrada. Esta estratégia leva em consideração as especificidades dos componentes dos sistemas, como barras com controle de tensão, transformadores em fase com controle de tap das subestações de transmissão e das subestações de distribuição. Para a abordagem da regulação de tensão no sistema de transmissão é proposta a decomposição do problema. Esta é realizada levando em conta os efeitos que as variáveis de decisão provocam no sistema. A decisão sobre as variáveis de tensão das barras com controle é calculada por meio da resolução de um problema de otimização que envolve uma heurística para o tratamento das restrições sobre as injeções de potência reativa. Na seqüência, as decisões sobre os taps dos transformadores das subestações de transmissão também são tomadas com base em um problema de otimização simplificado. Para a integração das soluções dos sistemas de transmissão e distribuição é proposta uma heurística de ajuste de carga baseada em cálculo de fluxo de carga. O cálculo dos taps dos transformadores das subestações de distribuição é feito considerando a invariância d fluxo de potência ativa através das mesmas e possibilita a recuperação do perfil de tensão dos alimentadores. São apresentados resultados obtidos com sistemas de testes considerados em situações de operação normal e com perturbações, como contingências em circuitos de transmissão e alterações de carga. / Abstract: With the expansion of the electrical systems and the load increase, one of the difficulties of the operators is the maintenance of the voltage profile of the system. In this work, a control variable calculation esstrategy is proposal, aiming the improvement in the voltage profiles of the networks, considered transmission and distribution of integrated form. This strategy takes in consideration the specificities of components of the systems, such as voltage control, control of tap of transformers of transmission's subtation and distribution's substation. For the voltage regulation problem of transmission systems, a problem decomposition is proposal. This is based on the decomposition according to effect provoked for the same ones on the system. The decision on voltage variable of control bars is calculated by the resolution of a optimisation problem that involves a heuristic for the treatment of the reactive power injections restrictions. In the sequence, the decision on tap variable of transformers of transmission substation are also taken based on a simplified optimisation problem. For the Integration of the solutions of transmission and distribution systems is proposed a heuristic of load adjustment based on load flow calculation. The calculation of transformers' taps of the distribution substation is made considering the permanence of active power flow through the same ones and makes possible the recovery of the voltage profile of the feeders. Tests with transmission and distribution systems are presented considering normal operation and disturbances situations, as contingencies in the transmission circuits and load alteration. / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Anesio dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_Rodrigo_M.pdf: 2688812 bytes, checksum: 631d43c73253b12c2f09a2aeee262597 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O Fluxo de Potência Ótimo Reativo (FPOR) é representado por um modelo matemático que visa a obtenção do estado operativo ótimo de um sistema elétrico de potência sujeito ao atendimento de um conjunto de restrições lineares/não lineares, sem garantia de convexidade, ao passo que otimiza um critério de performance. Soluções do FPOR podem ser utilizadas principalmente no planejamento da operação do sistema. A técnica de pontos interiores aplicada as restrições de desigualdade canalizadas é utilizada como estratégia na solução do problema de FPOR visando a redução das expressões que compõem o modelo e redução da dimensão da matriz. Com a modelagem utilizada obtém-se uma nova estratégia de atualização do parâmetro de barreira. É proposto um novo modelo de FPOR através da relaxação total das restrições em magnitudes de tensão em barras de carga (FPORR), fundamentado no vínculo implícito entre as variáveis do problema. O FPORR apresenta algumas vantagens de convergência e factibilidade em comparação com o FPOR. Resultados e análises são apresentados através de estudos de casos aplicados nas redes de teste do IEEE até o sistema de 162 barras, para comprovar a hipótese de relaxação / Abstract: The Reactive Optimal Power Flow (ROPF) is represented for a mathematic model that has being seeking obtainment the optimal operative status of an electric power system, subject to supplying a set of linear/nonlinear constraints, no guarantee of convexity, and optimize a rule of performance. ROPF solutions can be used mainly in power system planning. Interior point technique applied to canalized inequality constraints is useful as strategy of ROPF problem solution to reduce the expression of the model and to reduce the matrix dimension. About the modeling can obtain a new strategy of updating the barrier function parameter. It is proposed a new ROPF model through the relaxation of all load bus voltage constraints (RROPF), based on implicit entails on variables of the problem. RROPF presents some convergence advantages and feasibility in comparison with ROPF. Results and analyses are obtained through the case studies applied to the IEEE test nets for systems up to 162 buses / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Na presente tese, propÃe-se um controlador robusto LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery) com aÃÃo integral (LQG/LTRI) em uma nova aplicaÃÃo para o ajuste dos controladores do conversor do lado da mÃquina e do conversor do lado rede elÃtrica em um sistema de conversÃo eÃlica utilizando um gerador de induÃÃo duplamente alimentado (Doubly-Fed Induction Generator - DFIG). A metodologia de controle proposta assegura a robustez em relaÃÃo à rejeiÃÃo do erro de rastreamento, insensibilidade a variaÃÃes paramÃtricas, alÃm de permitir que erros de medida e modelagem sejam incorporados no projeto. Testes de robustez e desempenho foram realizados para variaÃÃes dos parÃmetros internos da mÃquina e variaÃÃes de referÃncia de velocidade. Resultados de simulaÃÃo e experimentais, obtidos em um protÃtipo de laboratÃrio com uma mÃquina de 2kW sÃo apresentados para validar e demonstrar o bom desempenho e robustez do controlador proposto comparado com os controladores clÃssicos Proporcional-Integral (PI) em um sistema de geraÃÃo eÃlica com mÃquinas DFIG. / It is proposed in this thesis a LQG/LTR robust controller (Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery) with integral action (LQG/LTRI) in a new application for gain tuning for the rotor side converter and grid side converter in a wind energy conversion system (WECS) with Doubly-Fed Induction Generator(DFIG). The proposed control method assures the robustness with respect to the tracking error rejection, insensitivity to parameter variations and permits that measurement and modeling errors are incorporated in the project. Robustness and performance tests were performed for variations of machine internal parameters and speed. Simulation and experimental results, obtained from a laboratory prototype that uses a 2 kW machine are presented to validate and demonstrate the robustness and performance of the proposed controller through the comparison with the proportional and integral (PI) controller employed in a wind energy conversion system with DFIG.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manfred Arones.pdf: 685580 bytes, checksum: 73fc63a4453ccbe344b9382538a542c7 (MD5) Previous issue date: 2003-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work, different methodologies for the dynamic security assessment of electric energy systems, the calculation of preventive control measures and the quantification of the economic impact of the generation rescheduling, are used. For the dynamic security assessment the following modules have been adopted: initial data processing and generation of the list of contingencies, processes manager, dynamic selection of contingencies, dynamic assessment of contingencies and monitoring of the dynamic security. The processes of selection and dynamic assessment of contingencies use analysis of the angular transient stability and are controlled by the processes manager module in a distributed processing environment using C++ Builder and CORBA architecture. Classification and ranking of the contingencies are performed with the contingencies selection module which uses the concept of transient energy margin. For the dynamic assessment of the contingencies is used the analysis of the angular transient stability whereas the module of dynamic security monitoring determines the system security. Power system preventive measures are defined by establishing the maximum generation limits computed with fast methods, without use of sensibilities. With the preventive economic dispatch has been measured the economic impact considering only the active power based on the linearization of the problem which is solved with the simplex primal-dual linear programming method, this module takes into account aspects of congestion, transmission active power losses and marginal costs. Load shedding option is considered when it is detected a deficit of active power generation as a result of the preventive measures. The integrated methodology has been implemented in an interactive computer program in a local area network of personal computers under Windows operating system and coded in C++ language. Two test power systems, Anderson-Fouad (WSCC) of 3 generators 9 buses and a configuration of the Brazilian south-southeast system of 46 generators 320 buses, have been used in the simulation of the proposed methodology. An analysis of the test results indicate the level of dynamic security and the cost involved in the improvement of the power system dynamic security. / Neste trabalho são usadas distintas metodologias em forma integrada para a avaliação da segurança dinâmica de sistemas de energia elétrica, o cálculo de medidas de controle preventivas e a quantificação do impacto econômico. No esquema de avaliação da segurança dinâmica, foram adotados os módulos: entrada de dados e geração da lista de contingências, gerenciador de processo, seleção dinâmica de contingências, avaliação dinâmica de contingências e monitoramento da segurança dinâmica. Os processos de seleção e avaliação dinâmica de contingências usam a análise da estabilidade transitória angular e são controlados pelo módulo gerenciador de processos, o qual utiliza um ambiente de processamento distribuído utilizando C++ Builder e arquitetura CORBA. O módulo de seleção de contingências faz a classificação e ordenamento das contingências de acordo com a margem de energia transitória segundo o método da função de energia transitória. A avaliação dinâmica das contingências é realizada pela simulação no domínio do tempo com modelo detalhado do sistema. O módulo de monitoramento da segurança dinâmica determina se o sistema é seguro ou não. As medidas de controle preventivo são definidas ao estabelecer os limites máximos de geração, calculados com métodos rápidos, sem o uso de sensibilidades. O impacto econômico é medido com o despacho econômico considerando só a potência ativa baseada na linearização do problema e resolvido com o método de programação linear primal-dual simplex, sendo que este módulo leva em conta aspectos de congestão, perdas ativas na transmissão e custos marginais. É considerada a possibilidade de corte de carga se houver déficit de geração de potência ativa do sistema como resultado da adoção de medidas preventivas. A metodologia integrada foi implementada em um sistema computacional interativo, codificado em linguagem C++, em uma rede de microcomputadores com sistema operacional Windows. Os sistemas de teste, Anderson-Fouad (WSCC) de 3 geradores 9 barras e o sistema sul-sudeste brasileiro de 46 geradores 320 barras, foram utilizados nos estudos de simulação. A análise dos resultados indica o grau de segurança dinâmica e o custo implicado na melhoria da segurança dinâmica dos sistemas de potência.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Julio Cesar Roma Buzar.pdf: 804000 bytes, checksum: 0c2294a9e066eb31981b51015c924c90 (MD5) Previous issue date: 2003-11-28 / This work presents a methodology to investigate high voltage control problems in electrical power systems based on steady stated and time domain computer simulations. The steady state analyses determine the V-Q curves using conventional power flow models. Time domain simulation uses conventional transient stability models to reproduce the phenomenon in details and to validate steady state results. This methodology is tested in the October 10th events with particular interest in the state of Maranhão power system behavior. The results reveal that the events cause voltage control problems in the area under investigation and the load shedding, the control action taken at that time, results in a stable operation condition. On the other hand, as an illustrative case, it is tested an alternative control action using shunt capacitors under an unstable operation condition. The steady state simulation shows that this control action reduces the bus voltage level, whilst time domain simulation shows that these control actions raise the bus voltage level. Before this work, no proper investigation had been carried out to investigate voltage control problems in the state of Maranhão high voltage power system. / Este trabalho apresenta uma metodologia baseada em simulações computacionais, usando técnicas de regime permanente e no domínio do tempo, para investigar problemas de controle de tensão em sistemas de energia elétrica. As técnicas em regime permanente usam modelos convencionais de fluxo de carga para montagem da curva V-Q. Já nas simulações no domínio do tempo são usados modelos convencionais de estabilidade transitória angular para reproduzir em detalhes o fenômeno, e validar os resultados obtidos em regime permanente. A metodologia é testada numa ocorrência do dia 10 de outubro de 2002 no sistema interligado Norte/Nordeste, enfatizando as conseqüências no sistema Norte, em particular no sistema de transmissão de energia elétrica do estado do Maranhão, operado pelas Centrais Elétricas do Norte do Brasil S.A. Eletronorte. Os resultados das investigações revelam que os eventos provocam problemas de controle de tensão na área investigada e que o corte de carga, ação de controle executada, resulta numa condição de operação estável. Por outro lado, como ilustração, testa-se uma ação de controle através de bancos de capacitores numa condição de instabilidade de tensão. Em regime permanente, os resultados mostram uma redução no nível de tensão da barra, enquanto que no domínio do tempo mostram um aumento no nível de tensão. Antes deste trabalho, nenhuma análise investigativa de problemas de controle de tensão no sistema de alta tensão de energia elétrica do estado do Maranhão tinha sido realizada.