Orientador: Andre Luiz Morelato França / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T21:57:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PaucarCasas_VicenteLeonardo_D.pdf: 11722325 bytes, checksum: 11355ae59474fe0cfd22db6e4c6f57c5 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho trata da aplicação do método direto baseado na função de energia para a análise da estabilidade transitória de sistemas elétricos de potência. Por meio da função de energia é possível determinar a margem de energia, um índice numérico que facilita a adoção de ações preventivas, corretivas e de controle para melhorar a estabilidade transitória e a segurança dinâmica dos sistemas de potência. Estudou-se a energia potencial nas proximidades do tempo crítico de eliminação de uma perturbação, mostrando um comportamento ainda não descrito na literatura. Como resultado desse estudo foi proposto um critério para identificar o tempo crítico a partir de simulação no tempo. Neste trabalho propõe-se ainda uma nova metodologia para o cálculo do ponto de equilíbrio instável de controle, que se mostrou mais eficiente e confiável que a metodologia existente. Essa metodologia incorpora um novo algoritmo de detecção do ponto de saída, bem como dois novos algoritmos numéricos de cálculo de pontos de equilíbrio. Diversos resultados de testes realizados em sistemas elétricos de pequeno e grande porte, operando sob estresse, são apresentados, confirmando a validade das propostas formuladas neste trabalho de pesquisa / Abstract: This work deals with the application based on the direct method of the energy function for transient stability analysis of eIectrical power systems. By means of the energy function it is possible to determine the transient energy margin, a numerical index that can guide the adoption of corrective and control actions to improve the transient stability and the dynamic security of power systems. The behavior of the potential energy nearby the critical clearing timeof a contingency was studied, being noted a behavior which not yet had been reported in the literature. As a result, a criterion is proposed to identify the critical clearing time from time domain simuIation. In this work is also proposed a new methodology for the calculation of the controlling unstable equilibrium point, which is more efficient and reliabIe than the current methodology. This new methodology incorporates a novel algorithm for exit point detection and two new numerical algorithms for equilibrium points computation. The test results obtained using both small and large-scale electrical power systems, operating in stressed conditions, validate the proposals formulated in this research work / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Jose Carlos de Oliveira , Andre Luis Morelato França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-16T20:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_JulioBorgesde_M.pdf: 10517790 bytes, checksum: 28915bef80eebb6a54947c1595e0777f (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Este trabalho tem objetivo o estudo da influência de elos CC na dinâmica de sistemas CA. Para tanto são pesquisados e implementados vários modelos visando a modulação da potência ativa transmitida pelo elo e também a modulação do ângulo de extinção da inversora. E também investigado o efeito da reatância de comutação das conversoras e sobre o cálculo das potências requeridas pelas mesmas. Casos práticos são simulados, analisados e discutidos. concluindo-se a respeito da eficiência das modelagens apresentadas e conseqüente efeito sobre o amortecimento das oscilações e controle de freqüência / Abstract: This work aims to study the effeet of HVDC systems upon the dynamie of AC systems. In this way, several models which use de power modulation an extinction angle control are considered and included into a digital transient stability programme. Apart from this, the effect or the AC system eommutation reactanee on the active and reactive AC power calculations is investigated using a digital computer programme. Practical studies are then carried out and the corresponding results are analised so to conclude about the required damping introduced by the functions included on the oscillations and frequency control / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Este trabalho propõe uma metodologia de projeto de controladores para o amortecimento de oscilações eletromecânicas de baixa frequência em sistemas elétricos de potência. O problema de controle é estruturado na forma de desigualdades matriciais, as quais permitem a busca por uma solução numérica para o problema de controle. Os controladores de amortecimento baseados na realimentação dinâmica de saída, gerados por metodologias de projeto na forma de desigualdades matriciais, geralmente apresentam ordem elevada. Além disso, projetos considerando sistemas de potência de médio porte demandam elevado tempo computacional. Nesse contexto, o presente trabalho propõe uma metodologia de projeto capaz de gerar controladores de ordem reduzida. A metodologia proposta adota um índice de desempenho que possibilita a redução do tempo computacional demandado no projeto. O índice de desempenho adotado para o sistema em malha fechada é a energia do sinal de saída do sistema. Essa energia corresponde à integral do valor quadrático do sinal adotado como saída do sistema. A metodologia proposta permite especificar um índice de desempenho apenas para aos modos de resposta de interesse do sistema, contornando as limitações das metodologias baseadas em posicionamento regional de polos. A relação entre o valor da energia do sinal de saída do sistema e seu fator de amortecimento é estabelecida por meio de uma equação algébrica. Neste trabalho, a metodologia é aplicada na geração de controladores de amortecimento para geradores síncronos. Entretanto, o procedimento proposto é genérico o suficiente para ser aplicado a outros tipos de geradores (gerador de indução empregado em unidades eólicas, por exemplo), a dispositivos FACTS (do Inglês, Flexible AC Transmission System) assim como a outros tipos de sistemas dinâmicos. A metodologia gerou um controlador eficaz para um caso onde a formulação baseada no tradicional posicionamento regional de polos é incapaz de gerar um controlador que assegure uma boa margem de estabilidade para o modo de resposta de interesse. / This work proposes a methodology for the design of controller to damp low frequency electromechanical oscillations in power systems. The control problem is structured in the form of matrix inequalities, which allows obtaining a numerical solution for the control problem. The damping controllers based on dynamic output feedback, generated by design methodologies in the form of matrix inequalities, usually presents high order. In addition, the design of this controller, considering large power systems, usually requires excessive computational effort. In this context, this work proposes a methodology for the design of reduced order controllers. The proposed methodology employs a performance index that is less costly in terms of computational effort when compared to the one with the traditional regional pole placement. The adopted performance index for the closed loop system is the energy of the system output. This energy corresponds to the integral of the signal squared regarding the system output. The proposed methodology allows specifying a performance index only for the response modes of interest, overcoming the limitations of the methodologies based on regional pole placement. The relation between the energy value of the output signal of the system and its damping factor is established by means of an algebraic equation. In this paper, the methodology is applied to generate damping controller for synchronous generators. However, the proposed procedure is general enough to be applied to other kinds of power plants (wind generation, for example), to FACTS devices, as well as to other dynamic systems. The methodology has generated an effective controller for a case where the formulation based on the regional pole placement is unable to generate a controller which assures a good stability margin for the response mode of interest.

Este trabalho propõe uma metodologia de projeto de controladores para o amortecimento de oscilações eletromecânicas de baixa frequência em sistemas elétricos de potência. O problema de controle é estruturado na forma de desigualdades matriciais, as quais permitem a busca por uma solução numérica para o problema de controle. Os controladores de amortecimento baseados na realimentação dinâmica de saída, gerados por metodologias de projeto na forma de desigualdades matriciais, geralmente apresentam ordem elevada. Além disso, projetos considerando sistemas de potência de médio porte demandam elevado tempo computacional. Nesse contexto, o presente trabalho propõe uma metodologia de projeto capaz de gerar controladores de ordem reduzida. A metodologia proposta adota um índice de desempenho que possibilita a redução do tempo computacional demandado no projeto. O índice de desempenho adotado para o sistema em malha fechada é a energia do sinal de saída do sistema. Essa energia corresponde à integral do valor quadrático do sinal adotado como saída do sistema. A metodologia proposta permite especificar um índice de desempenho apenas para aos modos de resposta de interesse do sistema, contornando as limitações das metodologias baseadas em posicionamento regional de polos. A relação entre o valor da energia do sinal de saída do sistema e seu fator de amortecimento é estabelecida por meio de uma equação algébrica. Neste trabalho, a metodologia é aplicada na geração de controladores de amortecimento para geradores síncronos. Entretanto, o procedimento proposto é genérico o suficiente para ser aplicado a outros tipos de geradores (gerador de indução empregado em unidades eólicas, por exemplo), a dispositivos FACTS (do Inglês, Flexible AC Transmission System) assim como a outros tipos de sistemas dinâmicos. A metodologia gerou um controlador eficaz para um caso onde a formulação baseada no tradicional posicionamento regional de polos é incapaz de gerar um controlador que assegure uma boa margem de estabilidade para o modo de resposta de interesse. / This work proposes a methodology for the design of controller to damp low frequency electromechanical oscillations in power systems. The control problem is structured in the form of matrix inequalities, which allows obtaining a numerical solution for the control problem. The damping controllers based on dynamic output feedback, generated by design methodologies in the form of matrix inequalities, usually presents high order. In addition, the design of this controller, considering large power systems, usually requires excessive computational effort. In this context, this work proposes a methodology for the design of reduced order controllers. The proposed methodology employs a performance index that is less costly in terms of computational effort when compared to the one with the traditional regional pole placement. The adopted performance index for the closed loop system is the energy of the system output. This energy corresponds to the integral of the signal squared regarding the system output. The proposed methodology allows specifying a performance index only for the response modes of interest, overcoming the limitations of the methodologies based on regional pole placement. The relation between the energy value of the output signal of the system and its damping factor is established by means of an algebraic equation. In this paper, the methodology is applied to generate damping controller for synchronous generators. However, the proposed procedure is general enough to be applied to other kinds of power plants (wind generation, for example), to FACTS devices, as well as to other dynamic systems. The methodology has generated an effective controller for a case where the formulation based on the regional pole placement is unable to generate a controller which assures a good stability margin for the response mode of interest.

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: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_CarlosAlbertoNogueira_M.pdf: 1167781 bytes, checksum: 59548f165acd2e595bebd984ef043c53 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um método heurístico para o dimensionamento e alocação de reguladores de tensão ao longo dos alimentadores primários de sistemas radiais de distribuição de energia elétrica, objetivando a melhoria do perfil de tensão, a minimização das perdas de potência ativa nos trechos de rede e a minimização dos custos de instalação dos equipamentos. O algoritmo desenvolvido para alocação ótima de reguladores de tensão em redes de distribuição radiais é composto por duas etapas. A primeira etapa visa a seleção, a instalação e o ajuste do tap dos reguladores de tensão nas barras que proporcionam melhores condições técnicas (menor desvio de tensão e redução das perdas de potência ativa). Na segunda etapa, procura-se reduzir o número de reguladores de tensão inicialmente alocados, movendo-os adequadamente quando possível até que a melhor condição econômica (mínimos custos de instalação e manutenção) seja obtida. Em conjunto com o desenvolvimento do trabalho, foi elaborado um programa computacional com a finalidade de verificar a funcionalidade e eficiência do método. Foram realizadas simulações em sistemas de distribuição teóricos e reais, sob condições de carga leve e pesada, obtendo-se rapidez e eficiência durante a execução do algoritmo proposto e resultados confiáveis. São apresentados os resultados de simulações para um sistema de 70 barras, e estes são comparados com um método já proposto na literatura. São também apresentados resultados de simulações para redes de distribuição reais de 136 barras, 202 barras e 400 barras / Abstract: This dissertation reports the development of a heuristic method for sizing and allocating voltage regulators in distribution radial primary feeders. The goals are to improve the voltage profile, to minimize the real power losses and to minimize equipment installation and maintenance costs. The proposed algorithm for the optimal allocation of voltage regulators in radial distribution networks comprises two steps. The first step aims to select, install and set the tap of voltage regulators at buses that result in the best technical conditions (smallest voltage deviation and real power losses reduction). In the second step, an attempt is made to reduce the number of voltage regulators initially allocated in the first step, by moving them appropriately until the best economical condition (minimum installation and maintenance costs) is reached. A computational program was implemented to evaluate the efficiency of the proposed method. Simulations have been carried out for theoretical and realistic distribution systems, for light and heavy load conditions, and the method showed to be fast and efficient, providing reliable results. Simulations results for a 70-bus distribution system and the comparison with those provided by another method proposed in the literature are shown. Also, simulation results are shown for realistic 136-, 202-, and 400-bus realistic systems / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Anesio dos Santos Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T13:04:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_AndreSaraivade_M.pdf: 4368055 bytes, checksum: d01245971b646a02573882bf32ccca8f (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientadores: Jose Antenor Pomilio, Simone Buso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:54:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_RicardoQuadros_D.pdf: 40226020 bytes, checksum: 3daf262738d5d4691a16184af4e741f1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese apresenta uma nova forma de conexão direta entre um gerador de indução trifásico e uma rede monofásica, situação típica de ambientes rurais, com possibilidade de geração local de energia. O funcionamento do sistema prevê que seja garantida ao usuário local energia elétrica de boa qualidade. Por energia de boa qualidade entende-se: tensões senoidais e equilibradas, freqüência fixa e boa regulação de tensão. Para a rede monofásica, controla-se o fluxo de potência de modo que o fator de potência resultante seja unitário. A obtenção destes comportamentos se dá com o uso de um conversor CC-CA PWM trifásico, conectado em derivação no ponto de acoplamento das cargas locais. Por este conversor flui uma parcela da potência da carga relacionada com desequilíbrios e distorções. A maior parte da potência ativa não precisa ser processada pelo conversor, o que dá a esta solução um rendimento maior do que se obtém com as alternativas de dupla conversão. O sistema completo de geração distribuída pode receber energia, da geração CA (gerador de indução), de uma fonte CC (células a combustível, painéis fotovoltáicos ou bancos de baterias) conectada ao barramento CC do conversor PWM ou da rede monofásica. No caso de alimentação apenas pela rede, tem-se uma estrutura de conversão mono-trifásica interativa com a linha / Abstract: This thesis proposes a novel solution to connect a three-phase induction generator directly to a single-phase feeder. Typical situations are found in rural areas in which is possible to obtain local power generation. High power quality at the customers such as sinusoidal and balanced voltages, constant frequency and regulated AC voltage, is provided. Additionally, unity power factor on the feeder is obtained. A three-phase shunt voltage source inverter VSI-PWM is connected at the point of common coupling. This converter processes a fraction of the load power that is associated with unbalances, reactive power and harmonics, as well. The efficiency of the partial power processing is higher when compared to double-conversion systems. On the other hand, the system is able to manage a DC source as a fuel cells, a solar panel and batteries. If only the single-phase source is available, the system operates as a single to three-phase line-interactive converter / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents a contribution to the study of PWM sinusoidal inverters. It is presented some voltage output control techniques highlighting the advantages and disadvantages. One technique using two feedback loops and compensation by proportional integral compensators, besides showing a natural short circuit protection, is implemented and evaluated by studies, simulations and also experimentally. The design of constituent elements, the signal conditioning and the control firmware are shown, besides the mathematical modeling of the transfer functions for the controller. A prototype of a monophasic voltage inverter is assembled and its controller is implemented in a digital signal processor of 16 bits, fixed point, 40 MIPS, a DSPIC33FJ128MC706. The performance of the respective controller is analyzed with experimental results for the inverter supplying a linear and non linear load. / Este trabalho apresenta uma contribuição ao estudo de inversores de tensão PWM senoidais. São apresentadas algumas técnicas de controle da tensão de saída destacando vantagens e desvantagens. Uma técnica baseada em duas malhas de realimentação e compensação por meio de compensadores proporcional integral, além de possuir uma proteção natural contra curto circuito, é implementada e avaliada através de estudos, de simulação e também experimentalmente. O projeto dos elementos constituintes, o condicionamento de sinais e o firmware de controle são mostrados, além da modelagem matemática das funções que regem o controle. É construído um protótipo de um inversor monofásico de tensão cujo controlador digital é implementado em um processador de sinais de 16 bits, ponto fixo, 40 MIPS DSPIC33FJ128MC706. O desempenho do respectivo controlador é analisado através dos resultados experimentais para o inversor com carga linear e não linear. / Mestre em Ciências

Orientadores: Vivaldo Fernando da Costa, Luiz Carlos Pereira da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T18:53:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kopcak_Igor_D.pdf: 1188245 bytes, checksum: e1912d198506d0fd20e05f9202486e80 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estressamento dos sistemas elétricos tem voltado o interesse de engenheiros e pesquisadores para a definição e avaliação de margens de segurança relacionadas a critérios dinâmicos. Neste trabalho é proposta uma ferramenta que permite a avaliação de quatro diferentes critérios de estabilidade: margem de amortecimento, margem oscilatória, margem de estabilidade de tensão e o ponto de máximo carregamento. A metodologia baseia-se em um fluxo de carga expandido que incorpora as características de regime permanente de dispositivos dinâmicos, fornecendo pontos de equilíbrio precisos e mais condizentes com a resposta "real" dos sistemas elétricos quando sujeitos a perturbações. As margens são calculadas através da análise modal aplicada aos pontos de equilíbrio de curvas PV. Além disso, estudos preliminares são conduzidos objetivando a expansão da análise modal estática, fornecendo fatores de participação para todas as barras do sistema, dos pontos de vista das potências ativa e reativa. Portanto, a plataforma não só permite a identificação dos pontos onde ocorreria o colapso do sistema, como fornece a indicação das medidas corretivas mais efetivas para evitar problemas de instabilidade / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica