Orientadores: Vivaldo Fernando da Costa, Igor Kopcak / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:02:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valle_DaniloBassetodo_M.pdf: 1084356 bytes, checksum: c124be31abdb8f91a939c17ac7f6d8b5 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho é avaliada a influência do controlador IPFC (Interline Power Flow Controller ) no desempenho de sistemas elétricos de potência quanto à estabilidade a pequenas perturbações. Foi utilizado um modelo de injeção de potência para inclusão do IPFC em programas de fluxo de carga, considerando a representação das fontes de tensão do dispositivo em coordenadas retangulares e incorporando as equações que representam sua dinâmica. As análises de regime permanente atestam a capacidade do IPFC de gerenciamento e controle dos fluxos de potências ativa e reativa em linhas de transmissão. Entretanto, o ajuste de potência constante do modo de controle pode diminuir a margem de estabilidade de tensão, por não permitir o aumento dos fluxos nas linhas controladas quando o carregamento do sistema cresce. As análises dinâmicas da estabilidade a pequenas perturbações foram realizadas com a inclusão do IPFC e de um POD (Power Oscillation Damping) no Modelo de Sensibilidade de Potência (MSP). Os resultados obtidos revelam que o IPFC possui um grande potencial para a manutenção da estabilidade de ângulo em sistemas de potência quando equipado com controladores POD. / Abstract: This work assess the impact of the IPFC (Interline Power Flow Controller) on the smallsignal stability performance of Power Systems. A power injection model is used to include the IPFC in a power flow routine. The modelling represents the IPFC source voltages in rectangular coordinates and incorporates its differential equations at steady-state. The power flow analysis shows the IPFC effectiveness for the management and control of active and reactive power flows of transmission lines. However, the constant power flow operation mode can decrease the voltage stability margin. The IPFC and a POD (Power Oscillation Damping) were included in the Power Sensitivity Model (PSM) to perform the small-signal stability analysis. Simulation results show that the IPFC with a POD can improve the angle stability of Power Systems. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Carlos Alberto de Castro Jr., Marcos Julio Rider Flores / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T05:47:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Muller_HeloisaHelena_M.pdf: 1272493 bytes, checksum: d78e9e8d9a329ccbf0cc8be6f666af25 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A operação de um sistema de energia elétrica pode ser gerenciada remotamente através dos centros de controle utilizando sistemas de gerenciamento de energia (Energy Management Systems-EMS). Nesses centros de controle são realizadas e executadas freqüentemente muitas funções em tempo real e em modo de estudo. Dentre estas funções têm-se: o controle automático da geração, a estimação de estado, análise de topologia e análise estática de segurança entre tantas outras. A base da resolução destas funções é a execução e testes de um grande número de cálculos de fluxos de potência. A estimativa de estado de um sistema de potência pode ser determinada resolvendo as equações de um fluxo de carga, que matematicamente são representadas por um conjunto de equações algébricas não lineares. Este problema é conhecido como fluxo de potência ou fluxo de carga, e o seu objetivo principal é o cálculo das magnitudes das tensões e seus ângulos de fase, e consequentemente dos fluxos de potência nas linhas de transmissão. O objetivo deste estudo é usar redes neurais artificiais (RNA) na: (a) solução do fluxo de carga (FC); (b) solução do FC considerando controle de limites de tensão nas barras PV; (c) inicialização de um FC para sistema mal condicionados; e (d) cálculo de equivalentes externos estáticos para sistemas de energia elétrica. A idéia é que um fluxo de potência baseado em RNA seja mais rápido que o fluxo de potência convencional baseado no método de Newton-Raphson, particularmente nos casos envolvendo aplicações em tempo rela e em modo de estudo avançadas de fluxos de potência no EMS / Abstract: The operation of electric power systems can be managed remote and automatically from control centers using energy management systems (EMS). In these control centers many on-line and off-line functions are carried out periodically. Among those functions, we can list: the automatic generation control, state estimation, topological analysis, and static security analysis. These functions are based on the calculation of a large number of power flows. The operating state of power systems may be determined by solving power flow equations that are mathematically represented by a set of non-linear algebraic equations. This problem is known as the load flow or power flow problem and its main objective is the calculation of all bus voltage magnitudes and angles, and consequently the power flows through the transmission lines. The goal of this study is to propose an artificial neural networks (ANN) based methodology for (a) solving the basic load flow, (b) solving basic load flow considering reactive power limits of generation (PV) buses, (c) determining a good quality load flow starting point for ill-conditioned systems, and (d) computing static external equivalent circuits. The proposed ANN based power flow solver is intended to be faster than the conventional power flow problem solvers which use Newton-Raphson method, particularly in those cases involving advanced on-line applications of the power flow problem in the EMS / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sigmar Maurer Deckmann / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:37:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marafao_FernandoPinhabel_D.pdf: 5459950 bytes, checksum: 2005dfac2636a25b18741d31d843a03e (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho apresenta uma Metodologia Seletiva de Identificação das parcelas consideradas ideais de tens~ao e corrente eletricas em um sistema polifasico, bem como das parcelas associadas a disturbios e fenomenos responsaveis pela deterioração da qualidade de energia. Tal metodologia e descrita por meio da aplicação de tecnicas de processamento digital de sinais, possibilitando a formulação de filtros digitais, detectores de sequencia positiva, algoritmos de identicação de frequencia, Multiplicadores de Lagrange, etc, as quais podem ser implementados em processadores de aritmetica saturada (ponto-fixo). Atraves de tal metodologia e das tecnicas estudadas, e possivel discutir e propor uma abordagem alternativa na definição de uma Teoria de Potência Unificada, adequada a condições de formas de onda não-senoidais e/ou assimetricas, bem como propor estrategias de compensação para condicionadores de energia, tais como os Filtros Ativos de Potência. O trabalho tambem apresenta um breve estudo sobre os controladores digitais necessarios à implementação pratica de um filtro ativo de potência, destacando a proposta de um controlador repetitivo para compensação seletiva de harmônicos dominantes, o qual foi avaliado através da implementação de um protótipo de filtro ativo em paralelo com a rede / Abstract: Considering the areas of Power Quality and Power Conditioning, this work proposes and discusses the use of a Selective Identification Methodology in order to identify the so-called ideal, as well as the disturbing, voltage and current components in a general polyphase power system. Such methodology is presented and described by means of discrete-time signal processing techniques, which allows the implementation of useful digital filters, positive sequence detectors, frequency identification algorithms, Lagrange Multipliers, etc. Special attention is directed to the implementation of such techniques in finite word length or fixed-point DSP and microprocessors. Considering the proposed selective methodology and the related digital algorithms, it is possible to discuss and suggest an alternative approach to define a promising Unified Power Theory, which could be adequate for non-sinusoidal and unbalanced waveform conditions. Moreover, the same methodology can be used to propose several compensation strategies for different power conditioning equipments, such as e.g., Active Power Filters. This work also presents a brief study concerning the required digital controllers for the experimental implementation of a shunt active filter prototype. Particularly, it has been pointed out the repetitive controller applied to the implementation of a selective harmonic current compensator. The selective compensator allows minimizing the dominant harmonic components in order to reduce the THD levels and to increase the power factor of a specific installation / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T12:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_AdrianoCosta_M.pdf: 2073375 bytes, checksum: e1c68a8598816ca4909e74ba53dee76d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A crescente demanda por energia elétrica, por vezes em ritmo mais acelerado que os investimentos em expansão das redes de distribuição, tem levado as distribuidoras a operarem próximo aos limites aceitáveis, o que torna toda a operação da rede mais complexa. Um dos desafios atuais é estabelecer um efetivo controle de tensão e potência reativa (Volt/var) na rede buscando melhorar o nível de operação e de eficiência energética da rede. Muitas propostas para encontrar a solução do problema partiram de uma abordagem de forma desacoplada: o controle de tensão e o controle de potência reativa foram resolvidos separadamente. Neste trabalho, porém, foram estudados métodos de solução do problema visando à segurança da operação e à otimização global dos recursos da rede de modo integrado, ou seja, considerando a dependência entre tensão e potência reativa. Na literatura, grande parte dos trabalhos reportam soluções baseadas em modelos elétricos da rede de distribuição. Os métodos estudados nessa dissertação são baseados em técnicas de aprendizado de máquina com o objetivo de construir um modelo capaz de utilizar apenas as medições de tensão e corrente provenientes dos medidores instalados ao longo da rede e obter o melhor despacho dos ajustes dos dispositivos de controle, sem a necessidade de um modelo elétrico do sistema. A grande vantagem de não depender dos dados e modelo elétrico do sistema está associada às imprecisões tipicamente existentes na base de dados elétricos das concessionárias de distribuição de energia elétrica. Neste contexto, primeiramente, propõe-se o uso de aprendizado por reforço, no qual o agente interage com a rede enquanto acumula experiência de operação dos controles. A implementação através do algoritmo Q-Learning permite a construção de um operador virtual da rede de distribuição a partir dos dados provenientes dos medidores instalados em determinadas barras do sistema, dos quais é extraído o estado corrente da condição de carregamento da rede. Os principais aspectos da aplicação do método ao problema de controle integrado de tensão e potência reativa são simulados em redes típicas e as capacidades de aplicação prática ao cenário atual do sistema elétrico são discutidas. Em uma segunda etapa, propõe-se utilizar um algoritmo de aprendizado supervisionado através de Máquinas de Vetores de Suporte (em inglês, Support Vector Machine ¿ SVM), uma técnica eficientemente aplicada a problemas de mineração de dados. O modelo é implementado através de técnicas de classificação, que extraem características relevantes nos conjuntos de dados, a fim de otimizar a operação da rede para cada condição de carregamento, eliminando a necessidade de repetir o treinamento do modelo ou calcular uma nova solução do problema de otimização a cada novo cenário. Discute-se o desempenho do método baseado em SVM para diferentes características de entrada. Investiga-se ainda a generalização do modelo proposto na presença de ruídos nos dados e no caso de reconfiguração da rede. Estudos em sistemas típicos de distribuição mostram que o método proposto é eficiente na solução de problemas práticos do dia-a-dia das concessionárias, principalmente em ambientes com grande volume de dados / Abstract: The growing demand for electricity, sometimes at a faster rate than investments in distribution network expansion, has led utilities operating close to acceptable limits, which makes the network operation more complex. One of current challenges is to establish an effective voltage and reactive power control, improving the operation as well as the efficiency of the distribution network. There are many methods reported to find a solutions for the voltage and reactive power problem. Most of them have adopted a decoupled form, solving the voltage control and reactive power (Volt/var) control separately. However, in this work, methods for the problem solution aiming the operation safety and the global assets optimization are approached in an integrated fashion, i. e., considering the dependence between voltage and reactive power. Most papers reports solution based on electrical models of distribution network. In this dissertation, the methods studied are based on machine learning techniques aiming to build a model with directly power meter data using capability, and set optimal dispatch of controls devices adjustments, without the need of an electrical model of the system and, therefore, not susceptible to inaccuracies of the model of the distribution network under study. Firstly, it proposes a reinforcement learning use, in which the agent interacts with the network while earns control operating experience. The implementation, thought de Q-Learning algorithm allows a construction of a distribution network virtual operation from data obtained from the meters installed on buses. From the meter data, is extracted the current state of the network loading condition. The main aspects of the application of the method to the integrated voltage and reactive power control are simulated in a typical network and the possibilities of practical application in the current scenario of the electrical system are discussed. In a second step, an algorithm for supervised learning via the Support Vector Machine (SVM), a technique applied efficiently to problems in data mining is proposed. The model is implemented by classification techniques, extracting relevant features in the data sets from the power meters in order to optimize the operation of the network for each loading condition. Thus it eliminates the need to retraining model or calculating a new optimization problem solution for each new scenario. Discusses the performance based on different features for SVM model input. Also the generalization capabilities of the proposed model in the presence of noise and in the case of network reconfiguration are studied. Studies in typical distribution systems show that proposed method is a good candidate to solve the practical problem of the system, especially in large networks with large amounts of data / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-09-04T16:05:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseAcaoEficiencia.pdf: 8849521 bytes, checksum: 856b5a5ccc7c04435978c821e01ebbe0 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-09-12T16:29:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseAcaoEficiencia.pdf: 8849521 bytes, checksum: 856b5a5ccc7c04435978c821e01ebbe0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T16:29:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseAcaoEficiencia.pdf: 8849521 bytes, checksum: 856b5a5ccc7c04435978c821e01ebbe0 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / A matriz energética mundial é bastante dependente das fontes não renováveis de energia, assim, a adoção de novas tecnologias e estratégias que visem à eficiência energética são ações fundamentais, face às mudanças climáticas, escassez dos recursos naturais e demanda crescente de energia. Nesse sentido, o progresso autônomo da tecnologia dos LEDs, do inglês “Light-Emitting Diode”, e o progresso induzido, praticado pelo governo brasileiro, em eficiência energética são alavancas propulsoras para o crescimento das medidas de conservação de energia em todos os setores da economia. Nesse contexto, o presente trabalho vem propor uma metodologia que busca reduzir o consumo de energia elétrica na Administração Pública. O método proposto é aplicado em um estudo de caso na Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia (SUDAM), uma Autarquia Federal, utilizando-se, em um primeiro momento, de um pré-diagnóstico energético capaz de embasar a implementação de Ações de Eficiência Energética (AEE) por meio de medidas técnico-administrativas e, em um segundo momento, amparado por um diagnóstico energético aprofundado no sistema de iluminação artificial, sugere e emprega o LED na iluminação artificial de alguns ambientes da SUDAM. Para subsidiar a metodologia proposta é utilizado o software RETScreen® e a metodologia do Guia de M&V (Medição e Verificação) da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) tendo como premissas, respectivamente, analisar a oportunidade percebida no diagnóstico energético e quantificar os resultados obtidos admitindo a substituição de todas as lâmpadas antigas por lâmpadas LED. O trabalho apresenta os resultados, satisfatórios, provenientes das Ações de Eficiência Energética e conclui também que a utilização do LED na iluminação artificial da SUDAM possui viabilidade de aplicação com recursos próprios da Instituição, configura-se como uma proposta de projeto válida para Chamadas Públicas, que devem ser ofertadas pela concessionária de energia local, no âmbito do Programa de Eficiência Energética (PEE) regulado pela ANEEL, possibilidade de obter a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) parcial para o sistema de iluminação e ainda servir como parâmetro e motivação para os demais Órgãos do Setor Público. / The world energy matrix is a lot dependent of non-renewable energy source, thus, the adoption of new technologies and strategies that aim the Energy Efficiency are actions fundamental, against climate changes, scarcity of natural resources and increase energy demand. This form, an autonomous progress of Lights-Emitting Diodes (LED) technology and an induction progress, practiced for Brasilian Government, in Energy Efficiency are levers to growth action energy conservation in all sectors of the economy. With that intent, this work comes to propose an methodology that search reduce the energy consumption in Public Administration. The method proposed is applied in case study in Amazon Development Superintendence (SUDAM), an Autarchy the Federal, using, in a first moment, of a pre-diagnosis capable of to base the implementation of energy efficiency action by means of steps technical-administrative and, in a second moment, supported by an deep energy diagnosis in artificial lighting system, it suggests and employs the LED in lighting some SUDAM environments. To subsidize the proposed methodology is used the software RETScreen® and the methodology of Measure and Verification Guide of the National Electrical Energy Agency (ANEEL), by having like premise, respectively, an analyze of an opportunity perceived in energy diagnostic and results quantify obtained admitting the renewal of all old lamps for LED lamps. The work presents results, satisfactory, from of energy efficiency actions and it concludes also that use of LED in artificial lighting of SUDAM it has viability application with own resource Institution’s, sets up like a propose valid of project to Calls Public, that must be offered by electrical utility, in ambit of the Efficient Energy Program regulated by the ANEEL, possibility of get National Energy Conservation Label, partial, to lighting system and still serve like parameter and motivation to the other Agencies of Public Sector.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The growing demand for energy in electric systems has resulted in major operational difficulties related to voltage level control. This has led specialists to deal more strictly with the control of reactive power and voltage, mainly in the case of radial electric systems supplying seasonal loads. Amongst a variety of commercial solutions to provide voltage regulation arise the static compensators. These represent an alternative of great potential to control the power flow and improve the voltage profile of electric systems. In this context, the SCRSC or Saturated Core Reactor Static Compensator - made up of a magnetic core with special characteristics and capacitors in series and in parallel - becomes an interesting alternative, when compared to other types of equipment. The main advantages related to this product are: robustness, low cost, lower maintenance requirements and good performance. Within this scenario, the purpose of the present dissertation is to carry on further investigation related to a more comprehensive model and computational studies of transient, dynamic and steady state performance of an overall electrical system. Using a given system several studies are performed so as to highlight the equipment energization phenomena as well as the device effectiveness at compensating for system operational condition changes that require the use of voltage regulators to accomplish the power utility standards. / A crescente demanda de energia nos sistemas elétricos tem resultado em dificuldades crescentes na sua operação. Isso tem levado os especialistas a tratar o controle da potência reativa e da tensão com mais rigor, principalmente em sistemas elétricos com características radiais conciliados com cargas sazonais. Para isso, dentre as várias possibilidades encontradas no mercado, os compensadores estáticos destacam-se como uma alternativa de grande potencial para a melhoria do perfil de tensão dos sistemas elétricos. Neste cenário aparece um equipamento denominado por Compensador Estático à base de Reator a Núcleo Saturado, constituído por uma unidade magnética especial e bancos de capacitores em paralelo e em série. As propriedades construtivas e operativas deste dispositivo oferecem uma possibilidade técnica robusta, de baixo custo, com menores requisitos de manutenção e ainda, com adequado desempenho operacional no que tange ao processo da regulação dinâmica da tensão. Dentro desta linha de trabalhos, esta dissertação, complementando pesquisas anteriores, avança no sentido de oferecer uma modelagem mais completa do dispositivo e sua respectiva implementação computacional. Utilizando tais recursos, são realizados estudos investigativos sobre o desempenho do compensador em pauta diante dos processos de energização e também quando da ocorrência de súbitas variações operativas do complexo elétrico que determinam a necessidade de dispositivos para a estabilização da tensão dentro dos patamares requeridos. / Mestre em Ciências

This work presents a high performance digital controller of a single phase PWM sinusoidal inverter, using a 16-bits fixed point DSP. This converter is typically used in UPS (Uninterruptible Power Supplies), where a sinusoidal output voltage is desired. The digital controller has an internal filter capacitor current loop, and an external output voltage loop. Experimental results showing the performance of the system under linear and non-linear loads are presented, where a low total harmonic distortion (THD) is achieved. / Este trabalho apresenta um controlador digital de alto desempenho para um inversor PWM senoidal monofásico, usando um processador digital de sinais de 16 bits, ponto fixo. Esta topologia é tipicamente utilizada em sistemas UPS ( Uninterruptible Power Supplies ), onde uma tensão de saída senoidal é desejada. O controlador digital proposto consiste numa malha interna de realimentação da corrente do capacitor do filtro de saída, uma malha externa de realimentação da tensão de saída. Resultados experimentais mostrando o desempenho do sistema para cargas lineares e não-lineares são apresentados, onde uma baixa distorção harmônica total (THD) é observada, e é demonstrada uma elevada rigidez dinâmica da tensão de saída para transientes de carga. / Mestre em Ciências

Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T19:37:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_RicardoBorges_M.pdf: 725231 bytes, checksum: e24b9811f14e33910092b2f639a89050 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O método desacoplado rápido (MDR) [2] é uma variante do tradicional método de Newton [1] para a resolução do problema de fluxo de carga (obtenção do estado de operação de redes elétricas de potência). Sabe-se que o MDR apresenta desempenho insatisfatório quando aplicado a redes de distribuição, devido à desfavorável relação r/x dos ramos, resultando num processo de cálculo que pode apresentar divergência ou convergência lenta (grande número de iterações). Há algum tempo foi proposta uma alteração no MDR, chamada de rotação de eixos[4], que melhora as características de convergência do método. A idéia consiste em obter uma rede fictícia para a qual o MDR funcione bem e cujo estado de operação (magnitudes e ângulos de tensão) seja o mesmo da rede original. O valor do ângulo de rotação de eixos, único para toda a rede, é determinado empiricamente. Recentemente uma outra proposta de rotação ótima de eixos[5] foi apresentada, sugerindo modificações ao método que trouxeram maior automação aos cálculos, apesar de efeitos desfavoráveis em relação à manipulação de matrizes e ao significado físico da rede elétrica durante o processo iterativo. O presente trabalho traz um novo algoritmo de rotação de eixos que supera algumas desvantagens dos métodos apresentados em [4, 5], com bom desempenho. Além disso, traz uma interessante contribuição sobre a rotação de barras do tipo PV, não abordado anteriormente / Abstract: The fast decoupled loadflow (FDLF) [2] is a variant of the traditional Newton method [1] for solving the loadflow problem (find the operational state of electrical power networks). It is well-known that FDLF presents unsatisfactory performance when applied to distribution systems. Their unfavourable r/x branch ratios may lead to divergence or slow convergence (large number of iterations). A modification to the FDLF, called axesrotation[4], was proposed some time ago, which improves convergency of the method. The idea is to obtain a fictitious network for which the FDLF performs better and which operational state (voltage magnitudes and angles) is the same as the original network. However, the rotation angle is determined empirically. Recently the optimal axes rotation[5] was presented, suggesting some modifications that led to more automated calculations, despite of some undesirable effects on matrices handling and also to the physical meaning of networks during the iterative process. This research work presents a new algorithm for axes rotation that overcomes some disadvantages found in [4, 5], with good performance. Moreover, it brings an interesting contribution on the rotation of PV buses, not previously considered. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LeonardodeAraujo_D.pdf: 14156071 bytes, checksum: f544bd5c73e51000deee838abcc80fa7 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nesta tese é introduzida uma nova estratégia de controle que permite a síntese de indutâncias negativas para realização da compensação série de linhas de transmissão. O método, que é baseado na estratégia SDR (Síntese Direta de Reatâncias), opera com realimentação de estados e requer a medição de variáveis locais. Em relação aos métodos tradicionais, usando capacitores, a compensação através de indutância negativa pode ter desempenho superior, pois é possível conseguir sistemas mais estáveis, sem risco de ressonâncias, e com desempenho dinâmico superior, o que permite a realização de outras funções desejáveis, tais como o amortecimento de oscilações eletromecânicas e a compensação de cintilação luminosa. Dada a elevada potência requerida pela aplicação, sugere-se a utilização do Conversor Multinível em Cascata Assimétrico, que apresenta alto rendimento e é capaz de produzir uma tensão de saída de baixo conteúdo harmônico. Para este conversor, foi introduzida uma estratégia de controle que permite uma implementação sem que sejam necessárias fontes CC. Sugere-se também um procedimento para escolha do capacitor de filtragem que permite uma redução da corrente no conversor para uma dada condição de operação. São apresentados alguns estudos sobre a estabilidade da compensação série com indutância negativa. Para a técnica de controle proposta, são realizados estudos de autovalores, que permitem verificar a robustez com variação de parâmetros. Através de simulações, verificasse a estabilidade com a presença de elementos não modelados na planta, como capacitâncias parasitas. Também são apresentados estudos sobre a estabilidade para um modelo de simulação da ressonância subsíncrona, que considera o modelo do gerador e características mecânicas do eixo da turbina. Os resultados obtidos com estes estudos de estabilidade, bem com os resultados experimentais, indicam que a técnica proposta é viável para a aplicação / Abstract: This thesis introduces a new control strategy of realizing negative inductances with static converters for series compensation of transmission lines. The proposed method, which is basedon DRS (Direct Reactance Synthesis) technique, requires state feedback of variables that can be measured locally. The use of negative inductances instead of capacitors may yield performance improvement because there is no risk of resonance and it is possible to obtain higher stability margins and better dynamic performance. Consequently, it is possible to realize some useful functions that are not possible with conventional strategies, just as flicker ompensation and smoothing of electromechanical oscillations. Series compensation requires high power static converters and, due to this, the use of the Asymmetrical Cascaded Multilevel Converters (ACMC) is suggested. This high efficiency power converter is capable of producing a low THD output voltage using less power switches than other topologies. This thesis also introduces a DC control strategy for ACMC, which may allow negative inductance implementation with no DC sources. It is also suggested a design procedure for choosing the filter capacitance that reduces the required current capability of the power converter. Some studies regarding the stability of series compensation with negative inductances were carried on. For the new control strategy, it was possible to perform the eigenvalues analysis, that proved therobustness under some parameters variations. The stability considering elements that were not modeled, just as stray capacitances or generator and turbine shaft, were tested through simulations. The simulations and experimental results corroborate to prove that the control strategy is suitable for this application / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Alberto Favarin Murari / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Canoas_AnaCarolinaGarcia_D.pdf: 790052 bytes, checksum: bdc65cd1e622b5ffa74f95691e03751e (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Devido ao crescente aumento da demanda de energia elétrica e ao retardo de investimento na expansão dos sistemas e energia elétrica (SEE), a operação destes sistemas está cada vez mais próxima de seus limites operacionais, contribuindo para maior complexidade dos SEE. Neste sentido, para satisfazer as rígidas condições de operação, um gerenciamento do perfil de tensão e fluxo de potência tem se tornado cada vez mais importante para as concessionárias, de modo a aumentar a segurança operacional dos sistemas e otimizar o uso de fontes de potência reativa, visando suprir aos consumidores energia dentro de determinados padrões de qualidade e confiabilidade. o objetivo principal desta pesquisa é o desenvolvimento de metodologias com o objetivo de monitorar o perfil de tensão, mantendo-o dentro dos limites operativos, visando não perder a qualidade de fornecimento de energia elétrica. O primeiro método trata-se de uma ferramenta de auxílio à tomada de decisão dos operadores nos centros de controle, baseada em um conjunto de regras nebulosas, o qual é a base do sistema de inferência fuzzy (ou nebulosa) que por sua vez se fundamenta na teoria de conjuntos nebulosos. Considerando que o problema de controle de tensão e de potência reativa apresenta características de natureza não-linear e que envolve variáveis de controle contínuas e discretas, foi desenvolvido um segundo método, o qual utiliza lógica nebulosa em conjunto com a técnica de otimização particle swarm. Este método mostra a possibilidade de incorporar lógica nebulosa em algoritmos baseados em busca, possibilitando a redução das perdas do sistema, satisfazendo as restrições de operação, e garantindo que o perfil de tensão mantenha-se dentro dos limites operativos com uma melhor utilização das fontes de potência reativa / Abstract: Due to the growing electrical power demand and the lag of transmission system infrastruc ture, the operation of transmission systems approaches to its limits and increases the complexity of the system operation. ln this context, in order to satisfy the more rigid operating conditions, managing voltage profile and power flow in a more effective way becomes very important to the power companies that have the aim of enhancing the operating conditions and optimiz ing reactive power sources to provide the consumers with an adequate quality and reliability standards. The main objective of this research work is the development of methodologies for monitoring the volt age profile in order to keep it within operating limits and preserving the quality of the energy being served. The first method consists of a tool for helping decision making by system operators in control centres. This method is based on a set of fuzzy rules, which are the base of a fuzzy inference system. Considering that the voltage and reactive power control present nonlinear characteristics and mixed continuous and discrete variables, a hybrid meta-heuristic method based on fuzzy system and particle swarm optimization has been developed. The fuzzy system has been incorporated into swarm intelligence to provide operational point that allows reduction of system losses while satisfies the operationallimits, volt age constraints and the best utilisation of reactive power / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica