Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276684.pdf: 2364541 bytes, checksum: a3dc48589dd0235134ca3614e4982ff4 (MD5) / O presente trabalho de dissertação aborda o uso de dados de medição fasorial sincronizada para o gerenciamento de ações de controle contra instabilidades que possam ser causadas por grandes perturbações nos Sistemas de Energia Elétrica (SEE). Os dados dos Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada (SPMS - Synchronized Phasor Measurement System) foram emulados a partir de simulações da dinâmica ele-tromecânica do sistema elétrico brasileiro para o caso de contingências no sistema de transmissão de Itaipu em 60 Hz (tronco de 765 kV). Tais contingências podem originar perdas de sincronismo, colapsos de frequência ou afundamentos de tensão no sistema elétrico brasileiro. O Sistema Especial de Proteção (SEP) proposto neste trabalho visa evitar estes fenômenos e atender ainda a um conjunto de critérios dinâmicos definidos pelo Operador Nacional do Sistema (ONS). O cumprimento desta tarefa foi obtido pela concepção de três formas de controle: ações de malha aberta com arquitetura baseada em eventos, que constam de uma agenda de alívio de geração baseada na diferença angular entre subestações como indicativo do carregamento do sistema; ações de ma-lha fechada com arquitetura baseada na resposta eletromecânica do sistema frente a distúrbios no tronco de 765 kV, que constam na construção do equivalente máquina-barramento infinito do sistema e na identificação do risco de perda de sincronismo em tempo real; e ações em malha fechada baseadas no monitoramento de grandezas elé-tricas das Unidades Geradoras (UG) de Itaipu 60 Hz e do tronco de 765 kV, que objeti-vam garantir que o sistema obtenha o desempenho requerido frente aos distúrbios es-pecificados. O SPMS proposto considera unidades de medição fasorial (PMU - Phasor Measurement Unit) em 36 gerações equivalentes do modelo eletromecânico considera-do, e nas subestações do tronco de 765 kV. Através de simulações de casos hipotéticos e de um estudo de caso foi observado que a utilização de dados sistêmicos, assim co-mo aqueles originados de SPMS, permite ações de controle mais seletivas quando comparadas às tradicionais ações de controle baseadas em eventos e simulações off-line, evidenciando ser potencialmente promissor a utilização dos SPMSs no SEP insta-lado no tronco de 765 kV. / This work investigates the influence of the Instrumentation Channels (ICs) in the synchronized phasor measurement accuracy. Studies are addressed to accuracy of ICs, in steady state, and modeling of its elements: Coupled Capacitive Voltage Transformers (CCVTs) Current Transformers (CTs), and control cables. The problem of error in current measurement under conditions of low loading of Transmission Lines (TL) is highlighted, as well as the importance of the burden on the accuracy of phasor measurements. The application of different methodologies for power flow calculation in TL and its parameters calculation are also investigated. Those studies are complemented by sensitivity analysis of these methodologies against phasor errors. Finally, a performance analysis involving the SPMS MedFasee Eletrosul prototype is presented, focusing on the detection and compensation of errors introduced by the phasor ICs involved. The presence of significant errors in the module and phasor angle is verified, depending on the loading level of the TL and the peculiarities of ICs. These characteristics are confirmed by sensitivity analysis applied to real cases.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T10:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246963.pdf: 1135305 bytes, checksum: f48e80e90836ac7e897fb0f4149c36b6 (MD5) / O objetivo desta dissertação é examinar diversos métodos existentes para a alocação ótima dos requisitos dos serviços ancilares de reserva em sistemas de potência, tanto do ponto de vista teórico quanto no que se refere à suas implementações computacionais e propriedades. Considera-se uma estrutura de mercado competitiva, onde os agentes participantes ofertam lances de quantidade e preço. A liquidação é feita através de leilões e os requisitos de cada mercado são estabelecidos pelo operador independente do sistema. Objetiva-se comparar diferentes métodos de liquidação, onde a função objetivo e a forma de remuneração dos agentes selecionados diferem em cada estrutura. São considerados três mercados de reservas operativas qualificadas hierarquicamente: regulação, reserva girante e reserva não-girante. A interação entre os mercados é possível nos algoritmos implementados, quando implicar em menores custos na solução final, desde que respeitando a hierarquia estabelecida. As taxas de rampa para tomada de carga também são consideradas. Especificamente são apresentados três métodos para estabelecer a liquidação dos requisitos de cada mercado de forma ótima: Mínimo Custo Social Revelado, Comprador Racional e Pagamento Conforme a Oferta. Um sistema-teste com seis agentes geradores é utilizado para gerar estudos de casos retratando situações típicas e os resultados correspondentes são analisados no decorrer do trabalho. As análises são feitas considerando um cenário de demanda fixa e também o atendimento a uma curva de demanda baseando-se em uma curva de carga. The objective of this work is to examine distinct methods recently proposed for ancillary service procurement in the context of reserves for both regulation and reliable operation of electric power systems. Both theoretical properties and computational implementation of such methods are considered. A competitive market structure is assumed where participants make bids composed of quantity (in MW) and price to the market operator. The reserve market requirements are established by the operator, and markets are cleared through auction mechanisms. Several methods for market clearing are evaluated, where the objective function and the way the participants are remunerated characterize each structure. Three reserve markets are considered, in hierarchical order: regulation, spinning reserve and non-spinning reserve. Interactions between markets are possible whenever that leads to more efficient solutions, respecting the above hierarchical order. Generating unit ramping rates are also taken into account. Specifically, three clearing methods for reserve markets are examined, namely, Minimum Revealed Social Cost, Rational Buyer and Pay-as-Bid. A test system involving six generating agents is employed to carry out typical study cases, whose results are analysed in this thesis. Such studies consider both a fixed demand scenario and the provision of reserves following time-varying reserve requirements which follow a typical daily load curve.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:04:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 248434.pdf: 3766643 bytes, checksum: 576aa30dca25990f1a0d9c6f70e06112 (MD5) / O presente trabalho apresenta um estudo do estado da arte sobre Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada (SPMS - Synchronized Phasor Measurement System), com ênfase em suas potenciais aplicações, e o desenvolvimento de metodologias para análise do comportamento dinâmico de Sistemas de Energia Elétrica (SEE), utilizando métodos paramétricos. A análise do estado da arte apresenta uma revisão teórica sobre as principais aplicações de SPMS, as quais foram categorizadas em: básicas; de monitoramento; de controle-proteção; e especiais. Destacam-se algumas experiências práticas, bem como uma síntese do estágio de desenvolvimento de tais aplicações, em diversos países. Descrevem-se ainda algumas experiências envolvendo a tecnologia de medição fasorial no Brasil. Em relação à análise da dinâmica de SEE, apresenta-se uma metodologia baseada no método de Prony e nos modelos Auto-Regressivo (AR) e Auto-Regressivo de Média Móvel (ARMA). Esta metodologia é utilizada para a identificação e a caracterização de oscilações eletromecânicas, em termos de freqüência de oscilação, taxa de amortecimento, fatores de participação e mode shapes. São realizadas simulações e estudos de caso com dados reais do Sistema Interligado Nacional (SIN), baseado em registros de um protótipo de Sistema de Medição Fasorial Sincronizada. Os resultados obtidos demonstram o grande potencial de SPMS, assim como o bom desempenho da metodologia implementada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250086.pdf: 1000379 bytes, checksum: 6a4ae3a6aa7d1f247fe2f7de2106e9c4 (MD5) / Esta dissertação apresenta contribuições à análise dos métodos de fluxo de carga de varredura aplicados às redes primárias de distribuição radiais e fracamente malhadas, com foco no método de soma das correntes e soma das potências. Destaca-se como contribuição, uma nova abordagem para o cálculo do fluxo de carga baseada no método de soma das potências, e na utilização da técnica de rotação de eixos. Desenvolveu-se também um método de varredura para aplicações em redes fracamente malhadas, considerando-se a representação do efeito capacitivo das linhas de distribuição, reguladores de tensão, bancos de capacitores fixos e automáticos, assim como geração distribuída com controle de tensão na barra de interconexão. Ainda como contribuições, analisaram-se matematicamente as propriedades de convergência dos métodos de soma das correntes e soma das potências, por meio do teorema do ponto fixo para contrações. Apresentam-se condições que se verificaram suficientes para a convergência dos métodos, assim como uma prova formal da convergência do método de soma das correntes, convergência esta independente da escolha da solução inicial. Ademais, deduz-se a taxa de convergência dos métodos, e prova-se a dependência dessas taxas para com o carregamento das redes. Por fim, formulam-se limitantes para com o desvio entre a solução do fluxo de carga e um estado de tensão obtido pelos métodos. Todas as formulações e análises foram validadas em simulações com redes de distribuição obtidas na literatura, assim como redes reais de concessionárias brasileiras.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261709.pdf: 2441256 bytes, checksum: 616cbfe50db2db115a3730b948c9938e (MD5) / Os sistemas de medição fasorial sincronizada (SPMS) também conhecidos como Wide-Area Measurement Systems (WAMS) apresentam-se como um novo paradigma no processo de monitoração do sistema elétrico. Estes sistemas são capazes de medir fasores, distantes geograficamente, com taxas de amostragem muito superiores aos tradicionais sistemas SCADA. Por meio dos SPMS é possível realizar uma monitoração da dinâmica do sistema elétrico. Aplicações de monitoração que utilizem dados de SPMS vêm sendo bastante exploradas na área de sistemas de energia. Alguns operadores já contam com este sistema disponível na sala de controle. Em termos de pesquisa, questiona-se de que maneira os dados de SPMS podem vir a melhorar o desempenho dinâmico do sistema elétrico. Diversos trabalhos são encontrados na literatura apresentando o seu potencial para a melhoria dos atuais esquemas de controle e proteção. O objetivo do presente trabalho é de investigar a potencialidade da utilização de dados fasoriais sincronizados na melhoria da estabilidade angular a pequenos sinais dos sistemas elétricos. Diferentes esquemas de controle são encontrados na literatura para este fim. Especificamente, neste trabalho, o objetivo principal é o de explorar um esquema de controle hierárquico constituído de duas camadas, sendo uma descentralizada (local) e outra centralizada (localizada no centro de operação). O projeto de controladores hierárquicos considerando sinais de medição fasorial apresentam muitos desafios entre os quais a existência de atrasos no processo de medição e controle, controladores com realimentação de saídas de baixa ordem e seleção de pontos de medição e controle. Duas abordagens baseadas em métodos de otimização analíticos e paramétricos são apresentadas para a realização deste projeto. Como método analítico utiliza-se o do controle ótimo, e como método paramétrico o de busca direta e híbrido. Destaca-se a aplicação original do método híbrido, e que inclui o método do gradiente amostrado que apresenta potencial para o projeto de controladores centralizados na área de sistemas elétricos de potência. Adicionalmente, são também apresentados métodos para seleção de sinais adicionais e pontos de medição e controle, baseados em análise modal. Finalmente, métodos explorados são aplicados para o projeto de controle hierárquico de dois sistema elétricos de diferente porte. O desempenho do sistema é avaliado para diferentes perturbações e condições de operação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:39:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1996 / Análise da estabilidade de tensão sob o ponto de vista estático, cuja base é a parametrização das equações algébricas não-lineares que representam o comportamento do sistema de potência em regime permanente. Este conjunto de equações é resolvido através do método da continuação, tendo como principal atrativo a capacidade de convergência para pontos que apresentam elevada demanda. Informações adicionais podem ainda ser obtidas: áreas críticas da rede elétrica; contribuição de geradores e linhas de transmissão; índice de proximidade ao colapso de tensão, etc. Um dos aspectos fundamentais enfocados pela metodologia proposta foi o tratamento dos limites de potência reativa gerada. O desempenho do método foi avaliado com base nos resultados obtidos com dois sistemas, o IEEE-30 barras e o IEEE-118 barras.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:37:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1997Bitstream added on 2016-01-08T22:17:16Z : No. of bitstreams: 1 108812.pdf: 4557151 bytes, checksum: 8c16abb47370b8534a30c30b1a89040d (MD5) / Nos últimos anos tem crescido o interesse pelo desenvolvimento de metodologias de avaliação da segurança dinâmica de sistemas elétricos de potência, para a aplicação nas atividades de planejamento da operação e operação em tempo real. Considerando este fato, o objetivo deste trabalho é tentar resolver o problema da melhoria da segurança dinâmica dos sistemas elétricos de potência utilizando técnicas de otimização para determinar ações de controle do tipo redespacho de potência ativa. Este problema foi formulado anteriormente como um problema de programação não-linear visando minimizar o desvio do ponto de operação do sistema, sendo resolvido utilizando heurística. Neste trabalho o problema é rescrito como um problema de programação quadrática e programação linear. A metodologia global utiliza o método SLEP iterativo na avaliação da estabilidade transitória, coeficientes de sensibilidade da margem de segurança, obtidos do OMIB equivalente, para definir as equações de restrição e um problema de otimização para a identificação e quantificação de ações de controle. Na avaliação das metodologias desenvolvidas foram utilizados quatro sistemas elétricos, sendo dois de grande. Os resultados encontrados validaram a metodologia desenvolvida e mostraram que o uso das técnicas de otimização resulta em melhores resultados que os obtidos utilizando heurística.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:31:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:53:12Z : No. of bitstreams: 1 151394.pdf: 6635601 bytes, checksum: 3809c56a51866902b003326d04ce040b (MD5) / Este trabalho apresenta um método de projeto robusto decontroladores de Sistemas de Potência via Inequações Matriciais Lineares (LMI's), de modo a fornecer maior amortecimento para as oscilações eletromecânicas do sistema. Com o projeto robusto do controlador, a estabilidade do sistema deve ser assegurada na presença de incertezas no mesmo, onde estas incertezas foram consideradas neste trabalho como sendo do tipo Linear Convexa. Duas abordagens utilizandoLMI's foram consideradas, sendo a primeira um problema de factibilidade e a segunda um problema de dedesempenho H2. Em ambas as abordagens resolve-se um problema convexo de otimização. O sistema é representado na forma algébrico-diferencial. O controlador utiliza a estrutura comumente empregada na indústria com realimentação desaídas. A viabilidade destas abordagens bem como suas limitações foram avaliadas através de testes em um sistema máquina x barra infinita e um sistema multimáquinas. Simulações dos sistemas não-lineares foram utilizadas para comprovar os resultados.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-11-24Bitstream added on 2014-06-13T21:01:27Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_wp_dr_ilha.pdf: 913049 bytes, checksum: e880a34bdaf254be412acbf6186ea464 (MD5) / Este trabalho de pesquisa tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a análise dinâmica de contingências de sistemas de energia elétrica por redes neurais, cuja motivação deve-se ao fato de que as redes neurais, ainda que demandem um considerável tempo de processamento para a execução do treinamento, podem realizar diagnósticos em tempo real. Para tanto, será desenvolvido um modelo que estabelece a relação entre entradas e saídas da rede com um menor número possível de variáveis. A rede neural corresponde a uma nova configuração chamada ART&ARTMAP nebulosa baseada na arquitetura ART (Adaptive Resonance Theory). As redes neurais ART possuem como características mais importantes a plasticidade e a estabilidade, as quais são qualidades primordiais para a execução do treinamento e para a análise de modo eficiente. A rede neural ART&ARTMAP nebulosa está sendo proposta visando proporcionar um desempenho superior, em termos de precisão e rapidez, se comparada à formulação ARTMAP convencional e maior ainda quando comparada a outras redes neurais disponíveis na literatura especializada. A principal característica da rede neural ART&ARTMAP nebulosa refere-se ao gerenciamento de dados analógicos e binários estabelecidos no modelo do sistema de tal modo que estes dados são tratados separadamente, ou seja, os dados analógicos são processados e transformados em um conjunto equivalente binário. Deste modo, tem-se uma concepção que manipula somente dados na forma binária, tendo como resultado uma redução da dimensão do problema e melhor qualidade das soluções. A metodologia proposta é um procedimento que incorpora inovações em relação à literatura existente, em destaque: proposta de uma nova arquitetura de rede neural baseada na teoria da ressonância adaptativa chamada rede neural ART&ARTMAP nebulosa. A rede neural proposta apresenta-se como... . / This work aims to develop a methodology to contingency dynamic analyzing of electric energy systems by neural networks, considering that the neural networks, although usually spend a considerable time during the training phase can produce diagnosis in real time. Therefore, it is developed a model that establishes a relation between input and output of the network with the least quantity of possible variables, being an optimized structural system. The neural network corresponds to a new configuration called fuzzy ART&ARTMAP based on the ART (Adaptive Resonance Theory). The most important characteristics of ART neural networks are plasticity and stability, primordial features for training and for an efficient analysis. The fuzzy ART&ARTMAP neural network is proposed to proportionate a superior performance in terms of precision and velocity, when compared to the conventional ARTMAP formulation and even more superior when compared to other neural networks available in the literature. The principal characteristic of the fuzzy ART&ARTMAP is the binary and analog management, established on the model of the system, such that these data are treated isolated, i.e., the analog data are processed and transformed in an equivalent binary set. This way, it is found a conception that manipulate only binary data, and the results show a reduction on the dimension of the problem and better quality on the solutions. The proposed methodology is a proceeding that incorporates innovations in relation to the existent literature, such as: proposal of a new architecture of neural network based on the adaptive resonance theory called fuzzy ART&ARTMAP. The proposed neural network is promising for applications in several areas of the knowledge. It is focused the application in security analysis, specially the... (Complete abstract, click electronic address below).

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:33:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:06:24Z : No. of bitstreams: 1 153020.pdf: 26317150 bytes, checksum: f8ed875342acffda63367e1cd59e3981 (MD5) / Este trabalho apresenta, uma nova metodologia para o planejamento da gestão empresarial, adequada, principalmente, para os agentes geradores que participam do novo mercado elétrico brasileiro. A metodologia permite, a inclusão de forma simultânea no planejamento, aspectos multi- disciplinares, tais como: as associadas com as restrições técnicas da planta e, as associadas às restrições e limitações impostas pelas novas regras do Mercado Atacadista de Energia( MAE).