Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2770_DissertacaoViniciusSecchindeMelo.pdf: 4652208 bytes, checksum: d0dc6ae761f2f6e29d68ec61150e3181 (MD5) Previous issue date: 2009-12-29 / Neste trabalho são apresentadas e implementadas técnicas de controle que visam melhorar a qualidade no fornecimento da energia elétrica em baixa tensão. São tratadas estratégias de controle das tensões de sequências positiva, negativa e zero, controlando desequilíbrios e variações de amplitude na tensão da rede. Foi implementado um protótipo de um compensador de reativos, utilizando um DSP (Processador Digital de Sinais) para realizar os algoritmos de controle e proteção do equipamento. Seu funcionamento foi definido por modos específicos de operação que caracterizam cada situação de controle do STATCOM. Toda sua inicialização e parametrização é feita através de uma interface homem-máquina onde são apresentadas informações sobre os modos de operações, compensações nas fases e proteções. São apresentados e analisados resultados de simulação e experimentos em laboratório; e em campo, com o compensador operando em capacidade nominal. A principal contribuição desta dissertação é a implementação em software da forma de aquisição das tensões de sequência utilizando o método da transformação dq0 por fase e a implementação de um compensador de 20 kVA para ser utilizado em redes de distribuição secundárias.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2824_DissertacaoMestradoHelioMarcosAndreAntunes.pdf: 2879877 bytes, checksum: 1c2977a0833ca568187801bdc7f8b0e4 (MD5) Previous issue date: 2009-07-20 / Em siderúrgicas que utilizam o processo de laminação de tiras a quente, é muito comum o uso de cicloconversores com potências nominais da ordem de megawatts, para o acionamento de motores síncronos. Os cicloconversores absorvem uma corrente distorcida da rede elétrica, causando assim uma distorção de tensão no ponto de acoplamento comum (PAC) e inúmeros problemas de qualidade da energia elétrica. Uma solução muito utilizada para a mitigação harmônica nesta aplicação é obtida através do uso de filtros passivos, com vários estágios de filtragem. Porém esta é uma solução que pode causar ressonância harmônica, aumentando assim a distorção harmônica no sistema elétrico e causando sobrecarga no sistema de filtragem. Neste trabalho é apresentado um estudo de caso em uma grande siderúrgica, localizada na Grande Vitória. Por meio de medições na subestação do laminador de tiras a quente, são apresentadas as principais formas de onda das correntes e tensões, em conjunto com seus espectros harmônicos, que comprovam a existência do fenômeno da ressonância harmônica. Como está prevista uma expansão de 30% na carga do laminador, torna-se necessário um estudo do comportamento do sistema elétrico por meio de simulação, pois o fenômeno da amplificação harmônica pode aumentar os níveis de distorção e afetar o desempenho do sistema de filtragem passiva. Foi utilizado um modelo para o sistema sob estudo desenvolvido, o qual apresenta forte grau de correlação com o sistema real. De posse do modelo é realizada uma análise comparativa por meio de simulação entre duas topologias de filtragem híbrida, o filtro híbrido série e o paralelo, para a filtragem harmônica e amortecimento da ressonância. Os resultados obtidos mostram que o filtro híbrido série é a topologia que permite realizar o amortecimento harmônico e melhorar as características de compensação harmônica do sistema de filtragem passiva, com um filtro ativo de menor potência nominal, quando comparado a um filtro híbrido paralelo. Porém, esta estrutura não possui boas características de filtragem em elevada frequência, função que o filtro híbrido paralelo pode realizar, porém com um filtro ativo de elevada potência nominal. Por final é mostrado que um filtro híbrido série, composto por um filtro ativo e banco de capacitores aplicado ao sistema elétrico do laminador, pode proporcionar os mesmos resultados de compensação harmônica e amortecimento da ressonância, com um filtro ativo de menor potência, quando comparado à estrutura híbrida tradicional, composta pela associação série entre um filtro ativo e passivo.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2867_DissertacaoMestradoGuilhermePiazentiniColnago.pdf: 5714672 bytes, checksum: 546066abb4da930c23054caf4381781d (MD5) Previous issue date: 2009-10-05 / No Brasil, até pouco tempo atrás, a qualidade da energia elétrica estava relacionada, basicamente, com interrupções do fornecimento de energia e a certas cargas “especiais” da indústria. Porém, nos últimos anos, sob a direção da agência reguladora do setor, a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), juntamente com especialistas, a área de qualidade da energia elétrica passou a receber uma atenção significativa, sendo legislada e adquirindo suas regulamentações iniciais. A área de Qualidade da Energia Elétrica passou, então, a formalmente existir e abranger um conjunto maior de fenômenos e eventos da rede elétrica. Em função dessa recente regulamentação, este trabalho apresenta o projeto de um medidor da qualidade da energia elétrica. Um dos focos do medidor é ser de baixo custo, tornando-o viável para o uso em grande escala. Este medidor é um sistema eletrônico que processa digitalmente os sinais de tensão da rede elétrica, extraindo os dados relacionados à qualidade da energia elétrica; tais dados são armazenados localmente e, posteriormente, acessados remotamente e enviados para um banco de dados, de forma que possam ser analisados.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:38:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6546_Uma Metodologia para Reconfiguração de Redes Inteligentes.pdf: 8452695 bytes, checksum: 18c06fbd13ed0f599c9c6f6799e6fc6c (MD5) Previous issue date: 2013-06-14 / Neste trabalho é investigada a reconfiguração de redes inteligentes de energia elétrica, a qual consiste em uma ação de controle realizada em situações de contingência, contribuindo para a continuidade de atendimento às cargas prioritárias. A operação de reconfiguração muda a topologia, eventualmente rejeita cargas de menor prioridade (desconectando-as da rede) e busca manter um balanço entre demanda e oferta de potência. São abordados alguns aspectos conceituais sobre microrredes e redes inteligentes. Com relação às microrredes, são apresentados um breve histórico e suas principais características. Em seguida, as redes inteligentes são caracterizadas e a definição de inteligência em sistemas de energia é abordada conforme definição da NEMA (National Electrical Manufacturers Association). Também é apresentada uma comparação entre redes inteligentes e redes elétricas convencionais. Finalmente são destacadas as oportunidades que as redes inteligentes proporcionam para a resolução do problema da reconfiguração de microrredes. Como principais contribuições desta dissertação de mestrado, citam-se: a formalização de indicadores de desempenho da reconfiguração; a proposta de um conjunto de estados da topologia que compõem uma metodologia de reconfiguração; estudos da reconfiguração de uma rede inteligente contendo duas microredes integradas com o SEP (Sistema Elétrico de Potência) através de PCC (Ponto Comum de Acoplamento). Foram implementadas e analisadas reconfigurações das microrredes dos casos SPS (Ship Power System - SPS) de oito barras e de uma microrrede do CERTS (Consortium for Electric Reliability Technology Solutions) com modificações. Adicionalmente, foi estudada a reconfiguração de uma rede inteligente, formada a partir da integração de duas microrredes semelhantes ao caso SPS e CERTS, ambas com conexão ao SEP através de PCCs. A partir de uma análise dos resultados alcançados, é possível observar que a metodologia aplicada funciona de forma satisfatória para os casos estudados. Finalmente, são identificados alguns trabalhos a serem ainda realizados, a fim de complementar esta dissertação, a saber: ajuste automático de parâmetros da metodologia de rejeição de carga e análise transitória de operação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-01T03:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336271.pdf: 7722227 bytes, checksum: c33c8ca3e76b93528dfdd5114e97b122 (MD5) Previous issue date: 2015 / A qualidade dos modelos tem sido uma constante preocupação dos engenheiros de planejamento, desde que a tarefa atribuída é o de predizer o desempenho do sistema de potência por meio de simulações digitais. Baseados nestes estudos são estabelecidos limites de transferências e políticas operativas que buscam preservar a segurança do sistema. O nível de confiança das simulações, como resposta esperada às perturbações, é principalmente influenciado pela qualidade dos modelos das unidades geradoras. Neste trabalho, é proposta uma nova metodologia para a validação de modelos de unidades geradoras utilizando registros obtidos de unidades de medição sincrofasorial. Das três fases propostas para o procedimento de validação, contribuições importantes são feitas na verificação e calibração. Na verificação é proposta uma nova função de discrepância global GDI (Global Discrepancy Indicator) para quantificar objetivamente a qualidade do modelo. A identificação dos parâmetros causadores das discrepâncias, factíveis de serem ajustados, é fundamental para o sucesso da calibração, devido à grande quantidade de parâmetros e as poucas variáveis registradas. Neste trabalho é mostrada a necessidade de se estabelecer, primeiro, quais parâmetros são observáveis; segundo, quais são os problemáticos e, terceiro, quais são determináveis de maneira única. Para cada um destes passos são propostas estratégias novas, baseadas nas propriedades da função GDI e nas sensibilidades das trajetórias do sistema. Para melhorar a observabilidade e validar cada um dos modelos componentes da unidade geradora é proposto o projeto de um tipo especial de unidade de medição sincrofasorial, com capacidade de registrar medidas fasoriais e medidas não fasoriais sincronizadas. Assim, é desenvolvida uma extensão da metodologia proposta envolvendo a ampliação do escopo de aplicação da simulação dinâmica híbrida, bem como da função GDI e de suas propriedades. A metodologia é validada realizando-se experimentos computacionais com registros virtuais e registros reais de uma unidade geradora de 270 MVA. Os resultados obtidos evidenciam as vantagens das propostas feitas e são considerados satisfatórios, aplicáveis e reproduzíveis para qualquer outro subsistema.<br> / Abstract : The quality of models has been a constant concern of planning engineers, since their main goal is to predict the performance of electrical power system through digital simulations. Based on these studies both transfer limits and operational policies are established in order to preserve system security. The confidence level of the simulations, measured as the system's fit to expected disturbances, is mainly influenced by the quality of the models that represent the generating units. This initiative proposes a new methodology to validate the model of generating units by using digital records sampled in synchrophasor measurement units. From the three stages proposed for the validation procedure, important contributions are made in the verification and calibration phases. In the verification, a new discrepancy function GDI (Global Discrepancy Indicator) is proposed to quantify in an objective way the quality of the model. The identification of the causative parameters of feasible discrepancies to be adjusted, define the final success of calibration, due to the large set of parameters and the few recorded variables. This work shows the need to establish, first, what parameters are observable; second, which ones are problematic, and third, which ones are determinable in a unique way. For each of these steps new strategies are proposed, based on GDI characteristics and trajectory sensitivities. To improve the observability and validate each model of the generator unit is proposed the design a special type of synchrophasor measurement unit with the ability to record synchronized phasor measurements and not phasor measurements. Additionally, it is proposed to extend the methodology in conjunction with the extended dynamic hybrid simulation and extended GDI functions. The methodology is verified by performing computational experiments with virtual records and real records of a 270 MVA generating unit. The results show the advantages of the proposals made and are considered satisfactory, applicable and reproducible for any other subsystem. Furthermore, when the special synchrophasor measurement unit proposed is used, the calibration phase performance is higher, due to the increase of observability

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:08:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337909.pdf: 4318801 bytes, checksum: 9a1416761bf0f91cfc5649ac4e18d9d6 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho propõe um esquema de proteção de geradores síncronos baseado na utilização de Sistemas Multiagentes e Sistemas Especialistas. As funções de proteção foram definidas considerando a literatura técnica, em especial padrões do IEEE e normas das distribuidoras de energia. A arquitetura multiagente já havia sido proposta em trabalhos anteriores e foi programada em linguagem JAVA, utilizando os recursos oferecidos pelo framework JADE (Java Agent Development Framework). Para validação da proposta, a microrrede-teste foi modelada no software PSCAD/EMTDC. Essa microrrede é baseada em uma rede de distribuição real, que foi adaptada para apresentar possibilidade de operação tanto ilhada quanto conectada à concessionária. Simulações de diversas situações de falta foram realizadas para validação do sistema de proteção proposto. Os resultados apresentados mostram a eficiência e viabilidade de implementação deste esquema de proteção, comprovando que benefícios podem ser obtidos a partir da exploração do uso de técnicas de Inteligência Artificial em aplicações de Sistemas Elétricos de Potência.<br> / Abstract : This paper proposes a synchronous generators protection scheme based on Multiagent Systems and Expert Systems. The protective functions were chosen taking into consideration the technical literature, especially IEEE standards and distribution utility technical norms. The Multiagent architecture had already been proposed on previous papers, and is developed in JAVA language with use of JADE Framework (Java Agent Development Framework) resources. For proposal validation, a test microgrid system is modeled on PSCAD/EMTDC software. This microgrid is based on a real distribution network, which was adapted to both system operation conditions, the islanded mode and the grid connected mode. Several fault conditions were performed to test the proposed system. Results show the efficiency and implementation feasibility of the protection scheme, proving the benefits that can be obtained with the exploitation of Artificial Intelligence?s resources applied to Electrical Power Systems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-03-04T18:10:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 307739.pdf: 4146103 bytes, checksum: 1e9ed4d69c9fef1df1286c457c2a1fe8 (MD5) / O problema do Planejamento da Operação Hidrotérmica de Médio Prazo consiste em quanto despachar de cada usina hidrelétrica e termelétrica em sistemas hidrotérmicos, de modo que a demanda por energia seja atendida ao menor custo total esperado de operação em um dado horizonte de estudo. Contudo, a política de operação obtida em termos de valor esperado pode não corresponder a uma operação segura do sistema, uma vez que condições adversas de operação não são enfatizadas na modelagem do problema. Assim, a fim de se tentar melhorar a segurança da operação do sistema hidrotérmico, metodologias de aversão a risco podem ser incluídas na modelagem do mesmo. Dessa maneira, este trabalho utiliza uma estratégia de modelagem baseada na combinação convexa do Conditional Value at Risk e do custo de operação esperado, além de outra baseada no critério de zonas de segurança do caso brasileiro, denominada de Método CAR, para se calcular políticas de operação com aversão a risco para o problema utilizando o método da Programação Dinâmica Dual Estocástica. Estas políticas são simuladas por um conjunto de cenários sintéticos de afluências e, por conseguinte, os resultados provenientes das mesmas são comparados. Observa-se que as políticas da metodologia baseada no CVaR proveem melhores resultados que as da CAR em basicamente três casos com distintas condições iniciais. Ademais, as políticas CAR provêm maior risco de déficit que as próprias políticas obtidas sem aversão a risco. Este trabalho também demonstra que uma extrema aversão a risco na modelagem CVaR pode produzir políticas bastante conservadoras que armazenam energia a usá-la para evitar níveis de déficit do sistema eletro-energético. Por fim, as performances computacionais de todos os algoritmos em todos os casos analisados são avaliadas. / The long-term hydrothermal scheduling problem consists in how much to dispatch of each hydro and thermal plant in hydrothermal systems, in order that the demand for electric energy is met at lowest expected operation cost in a planning horizon. However, the value of expectation may not correspond to a safe operation of the hydrothermal system, and to improve this, risk-aversion approaches are included in the problem modeling. So, this dissertation uses a modeling strategy based on a convex combination of Conditional Value at Risk (CVaR) and expected operation cost, and a minimum zone curve (minzone) based on Brazilian Risk Aversion Curve (CAR) approach in Stochastic Dual Dynamic Programming method to compute risk-aversion operation polices for a specific long-term hydrothermal scheduling problem. These policies are simulated by a set of synthetic inflow scenarios and their results are evaluated and compared. The policies of CVaR based approach show better results than the CAR policies in three cases with different initial conditions. Moreover, the CAR policy provides more energy shortages then a risk-neutral SDDP policy. This work also demonstrates that an extreme risk-aversion of CVaR modeling can produce very conservative polices, in which prefer to keep hydro-energy in reservoirs to avoid shortages of electric-energy system. Finally, the computational performance of all algorithms is evaluated for all analyzed cases.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:05:11Z : No. of bitstreams: 1 84641.pdf: 2093419 bytes, checksum: 7b0124c376b856c1e274b7bb87655964 (MD5) / Na operação de um sistema de potência, podem ocorrer eventos que o conduzam a um estado onde existam violações nos limites de tensão das barras e/ou fluxos de potência nas linhas de transmissão. Nestas situações, o operador deve exercer ações de controle corretivo, as quais consistem em ajustes nas variáveis de controle adequadas para cada situação. Este trabalho apresenta um algoritmo baseado no método de projeção ortogonal, cujo objetivo é a eliminação das violações nas magnitudes de tensão das barras do sistema. Busca-se determinar a mínima variação em determinados controles do sistema de potência, tal que os limites naquelas variáveis sejam observados. O problema é formulado em termos da determinação da solução de uma seqüência de sistemas de equações lineares subdeterminadas ou, se para estes não existir solução viável, sobre determinado. Cada sub-problema desta seqüência é alternada com a solução das equações não lineares que apresentam a rede elétrica. São utilizadas matrizes de sensibilidade derivadas das equações linearizadas do fluxo de potência AC, e fatores de ponderação. Tais fatores são necessários para enfatizar ou inibir, quando necessário, a influência de certas variáveis de controle no processo de convergência. Resultados númericos são apresentados para avaliar o desempenho da técnica proposta em termos de precisão, rapidez e confiabilidade para aplicação em sistemas de potência.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:15:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:32:26Z : No. of bitstreams: 1 101719.pdf: 58447211 bytes, checksum: 918c8d981f409f5e0fc58cd5c5469975 (MD5) / Análise do comportamento de equipamentos elétricos de potência, visando o planejamento de sistemas ou a avaliação do desempenho dos mesmos. Os algoritmos desenvolvidos baseiam-se nos processos de Markov e calculam a periodicidade para as manutenções preventivas mínimas e predizem o tempo médio entre falhas para sistemas com vários equipamentos distintos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:05:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221027.pdf: 7462608 bytes, checksum: bc0799a9312cca50d35a1c00705b7c30 (MD5) / As perdas no núcleo e enrolamentos de transformadores levam a um aumento nas temperaturas internas destes equipamentos. Este aquecimento deve ser monitorado, a fim de evitar envelhecimento precoce no isolamento de papel