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Desenvolvimento de sensores eletromagnéticos para medição de descargas parciais nos enrolamentos estatóricos de hidrogeradores / Development of electromagnetic sensors to measurement of partial discharges in hydrogenerators stator windingsBRASIL, Fernando de Souza 14 April 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-04-14 / Paradas de máquinas não planejadas causadas por falhas na isolação elétrica de equipamentos do sistema elétrico de potência são um grande problema, pois contabilizam elevadas perdas para planta e comprometem os indicadores de desempenho devido extenso período de parada da unidade geradora necessário para restauração da função geração. A fim de solucionar esse problema, vários pesquisadores e estudiosos da área de grandes máquinas rotativas descobriram que estas falhas estavam frequentemente relacionadas com o aumento do nível de descargas parciais (DP) da isolação elétrica da máquina. As ocorrências das DP nos sistemas isolantes dos equipamentos de alta tensão são sintomas de fragilidade na sua suportabilidade dielétrica, cuja evolução pode ocasionar graves consequências para o equipamento. As DP podem ser detectadas através da medição de quantidades associadas a pulsos de corrente, sinais de rádio frequência (ondas eletromagnéticas), sinais acústicos, entre outros. Entre esses métodos, a detecção de ondas eletromagnéticas irradiadas pelas DP vem demonstrando ser uma técnica confiável para acompanhar processo de evolução do defeito. Em comparação com outras técnicas, tais como, os métodos de detecção baseados em acopladores capacitivos (método convencional), o uso de sensores eletromagnéticos de banda larga é não invasivo para isolamento. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo mostrar a avaliação de três diferentes sensores eletromagnéticos de ultra alta frequência, do inglês, Ultra High Frequency (UHF) projetados para serem instalados nos hidrogeradores. Os sensores utilizados nos experimentos são os seguintes: acoplador direcional de microfita; antena loop e antena log-periódica. Os sensores foram avaliados através de ensaios de alta tensão para medição de descargas parciais, em que foram avaliados todos os tipos de descargas encontrados nos hidrogeradores, como descargas internas, delaminações, descargas de ranhura, descargas barra-barra e de superfície, e através do ensaio de envelhecimento acelerado. Os resultados obtidos no laboratório mostraram que o acoplador direcional apresentou uma grande sensibilidade para todos os tipos de descargas simuladas, cujo os resultados foram validados pela antena log-periódica, e a antena loop foi a que apresentou menor sensibilidade. Os resultados também mostram que é possível identificar as descargas através das características UHF. A evolução dos níveis de DP foi avaliada através do acoplador direcional durante o ensaio de envelhecimento acelerado, foi possível observar o aparecimento de dois tipos de descargas, delaminações e corona, os resultados foram similares aos medidos pelo acoplador capacitivo. / Stops machines unplanned caused by faults in the electrical insulation of the power electric system equipment is a big problem, because account for high losses to plan and undertake performance indicators due long stop period generating unit necessary for the generation function restoration. In order to solve this problem, many researchers and scholars in the field of large rotating machines found that these failures were often related to the increased level of partial discharges (PD) of electrical insulation of the machine. Occurrences of PDs in insulating systems of high voltage equipment are symptoms of weakness in their dielectric withstand, whose evolution can cause serious consequences for the equipment. The PDs can be detected by measuring quantities associated with current pulses, radio frequency signals (electromagnetic waves), acoustic signals, among others. Among these methods the detection of electromagnetic waves radiated by PDs are proving to be a reliable technique to follow the default process of evolution. In comparison with other techniques such as the detection method based on capacitive couplers (conventional method), the use of electromagnetic broadband sensors is not invasive to isolation. In this way, this paper aims to show the evaluation of three different electromagnetic sensors of Ultra High Frequency (UHF) designed to be installed in hydrogenerators. The sensors used in the experiments are: microstrip directional coupler, loop antenna and log-periodic antenna. The sensors were evaluated by high-voltage tests to measure partial discharges which were evaluated all kids of discharges found in hydrogenerators, like internal discharges, delaminations, slot discharge, bar-bar and surface discharges, and through the accelarated aging test. The results obtained in the laboratory demonstrated that the directional coupler showed a high sensibility to all types os simulated discharges which results were validated by log-periodic antenna, and the loop antenna showed a low sensibility. The results also demonstrated that is possible to identify discharges through the UHF characteristics. The evolution of the PDs levels were evaluated through the directional coupler during the accelarated aging test, it was possible to observe the appearance of two types of discharges, delaminations and corona, the results were similar to those measured by the capacitive coupler.
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Projeto de um controlador amortecedor robusto aplicado a um sistema de potência sujeito a incertezas paramétricasCUNHA, Leiliane Borges 16 March 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-03-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta o projeto de um Estabilizador para o amortecimento das oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência usando técnicas de controle robusto baseadas em incertezas paramétricas afins. Esses sistemas são representados por modelos que apresentam incertezas em seus parâmetros, referentes às variações das condições de operação. A metodologia de projeto é estruturada de forma a fornecer um estabilizador que forneça o máximo amortecimento ao sistema, especificado por um politopo de polinômios característicos. Para isso, usa-se a técnica de alocação robusta de polos e o teorema de Chebyshev, integrados à solução de técnicas de programação linear, para o projeto do controlador. Esta técnica permite incorporar restrições ao desempenho do sistema, correspondendo às incertezas presentes no sistema, deixando o projeto do controlador mais robusto. Comparações do controlador robusto com um controlador tradicional são feitas a fim de avaliar os resultados obtidos e validar as vantagens do uso de controladores robustos. Os resultados e as comparações são realizados em ambientes de simulação usando o software MATLAB/SIMULINK, que permite modelar e simular todos os tipos de sistemas dinâmicos. / This work presents the design of a Stabilizer for the damping of the electromechanical oscillations in electric power systems using robust control technical based on affine parametric uncertainties. These systems are represented by models that have uncertainties in yours parameters, relating to changes in operating conditions. The project methodology is structured to provide a stabilizer that provides the maximum damping to the system, specified by a polytope of characteristic polynomials. For this, it is used poles robust allocation techniques and Chebyshev's theorem, integrated into the solution of linear programming techniques, for the controller design. This technique allows incorporating restrictions on system performance, corresponding to the uncertainties present in the system, making the controller design more robust. Comparisons of the robust controller with a classic controller are made in order to evaluate the results and validate the advantages of the use of controllers designed by the technique proposal. The results and comparisons are performed in simulation environments using MATLAB / SIMULINK software, which allows to model and simulate all kinds of dynamic systems.
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Aplicação do processamento paralelo na avaliação da estabilidade a pequenas pertubações : algoritmos para o calculo parcial de autovalores e autovetoresCompagnolo, Jorge Mario January 1994 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Coordenação dos Programas de Pos-Graduação em Engenharia / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0
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[en] BIFURCATION THEORY IN ELECTRICAL POWER SYSTEMS: AN APPLICATION TO THE OPTIMIZATION PROBLEM / [pt] TEORIA DAS BIFURCAÇÕES EM SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA: UMA APLICAÇÃO AO PROBLEMA DE OTIMIZAÇÃOCARLOS ROGERIO RODRIGUES ROCHA 05 July 2006 (has links)
[pt] Este trabalho visa estudar a teoria das bifurcações
associada a sistemas de equações diferenciais não lineares
com aplicação aos estudos de estabilidade em sistemas
elétricos de potência. Como aplicação desta teoria
analisamos o problema de operação ótima em sistemas de
potência. Novas restrições são derivadas desta teoria que,
incluídas às restrições tradicionais de um fluxo de
potência ótimo, garantem a estabilidade do ponto de
operação obtido. / [en] This work aims at studying bufurcation theory associated to
non-linear differential equations systems with application
on stability of electrical power systems.
As an application of this theory, the problem of optimal
operation in power systems is analyzed. New restriction to
optimum power flow are found and together with traditional
ones, assure the stability of the operation point.
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Simulador interativo de estabilidade de usinas termelÃtricas de ciclo combinado para projetos, pesquisa e treinamento / Interactive simulation of stability of plants thermoelectric for combined cycle project, research and trainingGabriel Josà Alves dos Santos 25 June 2012 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Neste trabalho foi desenvolvido o estudo e as aplicaÃÃes das condiÃÃes de estabilidade na operaÃÃo do sistema elÃtrico de potÃncia incorporado em um simulador interativo de usinas termelÃtricas de ciclo combinado, que permita melhorar os processos de treinamento e, consequentemente, o nÃvel de qualidade dos futuros operadores e mantenedores de usinas termelÃtricas, bem como manter atualizados os atuais operadores. Um pequeno conjunto de definiÃÃes e conceitos das Ãreas de âestabilidade, confiabilidade e anÃlise de desempenho de sistemas de potÃnciaâ à apresentado com o objetivo de distinguir a operaÃÃo no sistema de potÃncia. O simulador contempla a modelagem matemÃtica de 3 e 6 ordem das partes fÃsicas e elÃtricas da mÃquina sÃncrona, a modelagem de seus controladores projetados como compensador dinÃmico e mÃtodos numÃricos para a resoluÃÃo da equaÃÃo diferenciais. O cÃlculo dos parÃmetros à realizado atravÃs de um programa desenvolvido com a ferramenta computacional MATLAB e comparados aos implementados em uma UTCC. As simulaÃÃes e validaÃÃo de variaÃÃes dos modelos sÃo realizadas com os programas ANATEM - CEPEL para analisar a eficiÃncia do sistema projetado e avaliar a melhoria do desempenho dinÃmico do sistema. / This work was developed the study and application of conditions of stability in the
operation of power system embedded in an interactive simulation of combined cycle power
plants that will improve the training processes and therefore the quality of the future
operators and maintainers of thermoelectric plants and keep up the current operators. A
small set of definitions and concepts in the areas of "stability, reliability and performance
analysis of power systems" is presented in order to distinguish the operation in the power
system. The simulation includes the modeling of the 6th order of the parts of the physical
and electrical synchronous machine, the modeling of its Controlled designed as dynamic
and rewarding numerical methods for solving differential equation. The calculation of the
parameters is accomplished through a program developed with MATLAB software tool
and compared to those implemented at the plant. The simulations and validation of
variations of the model are performed with the programs ANATEM - CEPEL to analyze
the efficiency of the system designed to evaluate and improve the dynamic performance of
the system.
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Sistema multiagente para recomposiÃÃo automÃtica de subestaÃÃo e redes de distribuiÃÃo de energia elÃtrica / Multiagent System to Automatic Restoration of Substation and Distribution NetworksJoao Victor Cavalcante Barros 29 November 2013 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho apresenta um sistema multiagente para recomposiÃÃo au-tomÃtica de redes de distribuiÃÃo de energia elÃtrica. O sistema proposto à formado por trÃs tipos de agentes: agente dispositivo, agente alimentador e agente subesta-ÃÃo. Os agentes dispositivos estÃo associados aos equipamentos do sistema e sÃo responsÃveis pela coleta de informaÃÃes da rede; os agentes alimentadores sÃo responsÃveis pelo gerenciamento dos alimentadores do sistema; e, os agentes su-bestaÃÃes sÃo responsÃveis pelo gerenciamento da capacidade de suprimento da rede. SÃo apresentados os comportamentos e interaÃÃes dos agentes do sistema durante o processo de recomposiÃÃo, visando restabelecer a energia elÃtrica dos trechos desenergizados e nÃo defeituosos, afetados por falta no alimentador ou falta no transformador da subestaÃÃo. SÃo apresentados oito estudos de casos que testam diferentes situaÃÃes possÃveis de ser encontrada nos sistemas de distribuiÃÃo, como recomposiÃÃo mediante descoordenaÃÃo da proteÃÃo, recomposiÃÃo parcial do sistema devido as restriÃÃes operacionais do sistema e recomposiÃÃes para falta no transformador da subestaÃÃo. Para validaÃÃo dos casos testes foi desenvolvido um simulador que possibilita a simulaÃÃo de faltas em diferentes locais do sistema elÃtrico em estudo. AtravÃs do ambiente visual do simulador, onde à disponibilizado o diagrama unifilar do sistema com os estados dos equipamentos e a ferramenta de captura de mensagem do JADE, à possÃvel simular diversos cenÃrios e observar interaÃÃo dos agentes em busca da recomposiÃÃo do sistema. O sistema proposto à capaz de localizar a falta, isolar o trecho defeituoso e restaurar o sistema, considerando restriÃÃes operacionais e descoordenaÃÃo do sistema de proteÃÃo. / This work presents a multi-agent system for automatic restoration of power distribution networks. The proposed system consists of three types of agents: device agent, feeder agent and substation agent. Device agents are associated with system equipment and are responsible for information acquisition of the network; the feeder agents are responsible to manage the feeders; and the substations agents are accountable of manage the network supply capability. The behaviors and interactions of the system agents during the restoration process, aiming to restore the feeder sectors affected by but not in fault, are presented. Eight case studies are presented, which test different possible situations likely to be found in the distribution systems, such as restoration by uncoordinated protection, partial recovery of the system because of operating system restrictions and recomposition for faults in the transformer substation. To validate the test cases a simulator was developed, which allows the simulation of faults in different locations of the power system under study. Through the simulator, where there are the single line diagram of the system with the state of the equipment and the tool to capture message in JADE, is possible to simulate different scenarios and observe the interaction of agents in search of system restoration. The proposed system is able to locate and isolate the fault, and restore suitably the system, considering operating limits and uncoordinated system protection.
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Wind energy conversion system connected to the grid / Sistema de conversÃo de energia eÃlica interligado à redeJÃssica Santos GuimarÃes 26 February 2016 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de conversÃo de energia eÃlica (WECS - Wind Energy Conversion System) com gerador sÃncrono de imà permanente (PMSG - Permanent Magnet Synchronous Generator) operando com velocidade variÃvel.
O circuito de processamento de energia à dividido em dois estÃgios. No estÃgio AC-DC, uma topologia boost bridgeless trifÃsica unidirecional absorve a energia fornecida pelo gerador e injeta no link DC. Neste conversor, a tÃcnica de autocontrole permite a extraÃÃo de corrente com baixa taxa de distorÃÃo harmÃnica (THD â Total Harmonic Distortion) e alto fator de potÃncia. AlÃm disso, um algoritmo de rastreamento do mÃximo ponto de potÃncia (MPPT - Maximum Power Point Tracking) determina a velocidade de rotaÃÃo do gerador que irà garantir o ponto adequado de operaÃÃo. Este modo de operaÃÃo à mantido enquanto a potÃncia disponÃvel for menor que a potÃncia nominal do conversor. Caso contrÃrio, o algoritmo de MPPT à desabilitado e uma malha de controle de potÃncia mecÃnica garante a condiÃÃo nominal de potÃncia. No estÃgio de conversÃo DC-AC, um inversor trifÃsico ponte completa, cujo controle à baseado na teoria das potÃncias instantÃneas, provà energia à rede elÃtrica cumprindo com as exigÃncias normativas.
Uma anÃlise teÃrica completa à apresentada assim como os resultados de simulaÃÃo considerando o protÃtipo com a potÃncia nominal de 6 kW equivalente a turbina eÃlica utilizada. Resultados experimentais satisfatÃrios sÃo apresentados para uma potÃncia de 3 kW: o rendimento do sistema completo à superior a 90%; a corrente que circula no gerador apresenta THD de aproximadamente 2,6% e fator de potÃncia de 0,942; e a corrente injetada na rede elÃtrica possui THD de 1,639% e fator de potÃncia de 0,994. / This master thesis presents the development of a Wind Energy Conversion System (WECS) with Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) operating at variable speed. The energy processing circuit is divided into two stages. In the AC-DC stage, an unidirectional three-phase bridgeless boost topology absorbs the energy supplied by the generator and injects it into the DC link. In this converter, the self-control technique allows the current extraction with low THD and high power factor. Furthermore, a - Maximum Power Point Tracking (MPPT) determines the rotational speed of the generator that will ensure the proper operating point. This mode of operation is maintained while the available power remains lower than the converter rated power. Otherwise, the MPPT algorithm is disabled and a mechanical power control loop ensures the rated power condition. On the DC-AC conversion stage, a three-phase full-bridge inverter, whose control is based on the theory of instantaneous power, provides energy to the grid complying with regulatory requirements. A complete theoretical analysis is presented as well as the simulation results considering the prototype with a rated power of 6 kW equivalent of wind turbine used. Satisfactory experimental results are shown to an output of 3 kW: the efficiency of the total system is above 90%; the current through the generator has a THD of about 2.6% with a power factor of 0.942; moreover, the current injected into the grid has a THD of about 1.639% and a power factor of 0.994.
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Impact of electric vehicles in the steady state operation of distribution systems / Impacto de veÃculos elÃtricos na operaÃÃo em regime permanente de sistemas de distribuiÃÃoErasmo Saraiva de Castro 15 June 2015 (has links)
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / This work aims to quantify the impact in the steady state operation of a distribution system when electric vehicles are connected. It is worth noting that the connection of them may cause significant changes in the voltage profile, in the degree of voltage unbalance and in the electrical losses of the system. In order to make this analysis, a three-phase power flow program was developed in MATLAB language. This program is based on the Ladder Iterative Technique and it contains models of overhead distribution lines, underground distribution lines, spot loads, distributed loads connected in wye and delta, step voltage regulators, capacitor banks, three-phase transformers and the model of an electric vehicle. This model allows simulation of a real electric vehicle of model Tesla Roadster, produced by Tesla Motors. The test system used in all simulations was the IEEE 13 bus. Moreover, the methodology consisted in simulate the system with the voltage regulator and without the voltage regulator under heavy load and light load conditions. The electric vehicle was connected to a specific systemâs bus and it were considered that it could work as a load or as a distributed generator with or without positive sequence voltage control. Constants configurations of the electric vehicles were considered for the heavy load and light load cases. The results of the simulations reveal there was voltage violation due to the connection of electric vehicles acting as loads in the test system under heavy load conditions without voltage regulator. When they operate as generators, they can maintain the voltage unbalance under the allowed 2%, turning the systemâs voltages more balanced. There were significant reductions when the electric vehicles acted as a load (71.1%) and as generator (77.5%) on the total real power losses when the system operated with voltage regulator on the substation and the electric vehicles operated with positive sequence voltage control (specified at 1,0 pu). / Este trabalho tem o objetivo de quantificar o impacto da conexÃo de veÃculos elÃtricos na operaÃÃo em regime permanente de um sistema de distribuiÃÃo. à visto que a conexÃo dos mesmos pode causar mudanÃas significativas no perfil de tensÃes, no grau de desequilÃbrio de tensÃo e nas perdas elÃtricas do sistema. Para realizar essa anÃlise, desenvolveu-se um programa de fluxo de potÃncia trifÃsico na linguagem MATLAB. O programa à baseado na tÃcnica iterativa de escada. Foram implementados nesse programa modelos de linhas de distribuiÃÃo aÃreas e subterrÃneas, modelos de cargas concentradas e distribuÃdas conectadas em delta e em estrela, modelos de reguladores de tensÃo, modelos de banco de capacitores, modelo de transformadores trifÃsicos e o modelo do veÃculo elÃtrico. Esse modelo permite simular o veÃculo elÃtrico Tesla Roadster da Tesla Motors. O sistema teste utilizado em todas as simulaÃÃes foi o sistema IEEE 13 barras. A metodologia utilizada consistiu em simular o sistema sem regulador de tensÃo e com o regulador de tensÃo, em carga pesada e em carga leve. O veÃculo elÃtrico foi conectado a uma barra do sistema e considerou-se que o mesmo podia funcionar como carga ou gerador distribuÃdo sem e com controle de tensÃo de sequÃncia positiva no ponto de conexÃo. Adotou-se disposiÃÃes constantes de veÃculos elÃtricos para os casos de carga pesada e carga leve. Os resultados das simulaÃÃes revelam que houve violaÃÃo de tensÃo devido à inserÃÃo de veÃculos elÃtricos atuando como carga no sistema teste em carga pesada sem regulador de tensÃo. Jà quando operam como gerador, os veÃculos elÃtricos diminuem o grau de desequilÃbrio em mÃdia, podendo mantÃ-lo abaixo do limite permitido de 2 %, tornando assim as tensÃes das barras trifÃsicas do sistema mais equilibradas. Houve reduÃÃes significativas quando os veÃculos elÃtricos atuaram como carga (71,1 %) e como gerador (77,5 %) na perda de potÃncia ativa total do sistema quando o sistema operou com regulador de tensÃo na subestaÃÃo e os veÃculos elÃtricos operaram com controle de tensÃo de sequÃncia positiva (especificada em 1,0 pu).
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UMA CONTRIBUIÇÃO PARA O CÁLCULO DO TEMPO CRÍTICO DA ESTABILIDADE TRANSITÓRIA DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA USANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS / A CONTRIBUTION FOR THE CALCULATION OF THE CRITICAL TIME OF THE TRANSITORY STABILITY OF ELECTRICAL SYSTEMS OF POWER USING ARTIFICIAL NEURAL NETSFernandes, Fabrício Caminha 16 July 2004 (has links)
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Previous issue date: 2004-07-16 / The objective of this work is the use of artificial neural networks (ANN) to estimate the critical clearing time of a power system submitted to severe disturbances concerning to electrical power system transient stability. The critical time is difficult to determinate, because it is direct or indirect affected by a series of factors, such as: type of fault, fault localization, configuration (state) of the electrical power system at the moment of the occurrence of the fault, and so on. The neural net must observe the disturbance caused in the angle wave form of one of the generators caused by a fault in a transmission line, thus determining, based in this observation, the critical time for that type of fault, in that same line, and also foreseeing the influence that changes in the generated powers can cause in the transient stability limit. Two proposals based on this main idea, applied in two different test systems, the WSCC3 and the New England. The first proposal was applied in the WSCC3 system, and represents the embryo of the second method. The second proposal was an advanced attempt of the first, about the applicability of the method in larger electrical systems. / O objetivo deste trabalho foi a utilização de redes neurais artificiais (RNA) para estimar o tempo crítico de eliminação de falta de um sistema de potência submetido a perturbações severas, dentro da área da estabilidade transitória de sistemas elétricos de potência. O tempo crítico é uma variável de difícil determinação, dado que é direta ou indiretamente afetado por uma série de fatores, tais como: tipo de falta, localização da falta, configuração (estado) do sistema elétrico de potência no momento da ocorrência da falta, etc. A rede neural deverá observar a perturbação causada na forma de onda do ângulo de um dos geradores causada por uma falta numa determinada linha do sistema, determinando assim, baseando-se nessa observação, o tempo crítico para aquele tipo de falta naquela mesma linha, e prevendo também a influência que alterações na potência gerada podem causar no limite de estabilidade transitória. Foram desenvolvidas duas propostas baseadas nesta idéia principal, aplicadas em dois sistemas-teste diferentes, o WSCC3 e o New-England. A primeira proposta foi aplicada sobre o sistema WSCC3 e representa o embrião do segundo método. A segunda proposta é uma tentativa de avanço em relação à primeira, quanto à aplicabilidade do método em sistemas de maior porte.
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FLUXO DE POTÊNCIA ÓTIMO COM RESTRIÇÕES DA CURVA DE CAPABILIDADE DO GERADOR SÍNCRONO / EXCELLENT FLOW OF POWER WITH RESTRICTIONS OF THE CURVE OF CAPABILIDADE OF THE SYNCHRONOUS GENERATORHuatuco, Dionicio Zócimo ñaupari 17 February 2006 (has links)
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Previous issue date: 2006-02-17 / This work presents the equations of operation limits of the synchronous machine
that constitute the so called capability curve. From these mathematical equations,
deduced from each one of these limits, the graphic of the operation curve is
computationally generated, defining the operation region of the synchronous machine so
that their windings do not itself deteriorate nor the machine loses stability in steady
state. These equations are being included or implemented in the constraints of an
optimal power flow (OPF). Actually these mentioned equations, neither have not been
published on technical bibliography nor have these equations been used in OPF
programs that consider the real operation limits of the synchronous machine. It is
considered that the generation capacity of the active and reactive powers of a
synchronous generator is limited by the complete capability curve, considering all its
limits, and the principal target of this research work is the implementation of these
limits in an OPF. The considered optimal power flow have been modeled as a nonlinear
programming problem with an objective function that minimizes the total cost of
generation of the active power, subject to a set of technical and economic constraints.
The solution of the proposed OPF was obtained with the MATLAB® optimization
functions. The proposed methodology has been successfully applied on the WSCC3 of 3
generator systems as well as on the New England 10 generators system, verifying that
the operation costs are higher compared with the results of conventional OPF s
programs that use capability curve approximated limits. / Neste trabalho, apresentam-se as equações dos limites de operação da máquina
síncrona que constituem a chamada curva de capabilidade. A partir dessas equações
matemáticas, deduzidas de cada um dos limites, é obtido computacionalmente o gráfico
da curva de operação que define a região de operação da máquina síncrona para que
seus enrolamentos não se deteriorem nem que a máquina perca estabilidade em regime
permanente. Essas equações estão sendo incluídas nas restrições de um fluxo de
potência ótimo (FPO). Na literatura técnica, não há relatórios sobre as equações
mencionadas nem sobre a sua utilização em programas de FPO que considerem os
limites reais de operação da máquina síncrona. Considera-se que a capacidade de
geração das potências ativa e reativa de um gerador síncrono está limitada pela curva de
capabilidade completa considerando todos os seus limites e o objetivo principal deste
trabalho de pesquisa tem sido a implementação desses limites num FPO. O fluxo de
potência ótimo considerado tem sido modelado como um problema de programação
não-linear com uma função objetivo para minimizar o custo total de geração da potência
ativa, sujeita a um conjunto de restrições técnicas e econômicas. A solução do FPO
proposta foi obtida com as funções de otimização do MATLAB®. A metodologia
proposta foi aplicada com sucesso aos sistemas teste WSCC3 de 3 geradores e New
England de 10 geradores, comprovando que os custos de operação são maiores
comparados com os resultados de programas FPO convencionais que utilizam limites
aproximados da curva de capabilidade.
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