Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-21T18:40:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoProtecaoTipo.pdf: 1575069 bytes, checksum: a2fcaa26dea5129a1846694b720486fe (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-27T13:52:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoProtecaoTipo.pdf: 1575069 bytes, checksum: a2fcaa26dea5129a1846694b720486fe (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T13:52:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoProtecaoTipo.pdf: 1575069 bytes, checksum: a2fcaa26dea5129a1846694b720486fe (MD5) Previous issue date: 2016-04-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A contínua incorporação de geração distribuída às redes de energia elétrica no mundo, a partir de fontes renováveis, tem contribuído positivamente no fornecimento de energia, na eficiência energética e na redução de gases poluentes. Apesar disso, novos desafios relacionados com as mudanças na qualidade da energia, a estabilidade do sistema e os níveis de curto circuito, dentre outros, continuam sendo alvo de pesquisas. O Brasil tem adicionado nos últimos anos uma importante quantidade de gigawatts às redes graças a conexão de grandes parques eólicos. Adicionalmente, as recentes possibilidades para que os consumidores se tornem pequenos geradores e troquem energia nas redes de distribuição, visa a conexão de outra quantidade de gigawatts. Diante disto, este trabalho apresenta as análises do impacto da atuação da proteção do tipo crowbar dos aerogeradores de indução duplamente excitados (DFIG) sobre os sistemas de proteção empregados nas redes de distribuição radiais, visando avaliar a influência que exerce sobre a coordenação das funções de proteção de sobrecorrente quando ocorrem faltas na rede. Para garantir este objetivo, avaliações das contribuições às correntes de curto-circuito do DFIGs ligados à rede durante perturbação, são efetuadas no software DIGSILENT Power Factory 14.1, sob a consideração de dois casos de operação do DFIG. Um deles contempla a não inserção da proteção do tipo crowbar e o outro considera a inserção desta proteção durante uma perturbação na rede. A estratégia para implantar a proteção do tipo crowbar estabelece a inserção de resistências ao circuito do rotor do DFIG quando forem ultrapassados limites de corrente no rotor e tensão no ponto de conexão. Os resultados obtidos fornecem informações relevantes relacionadas com as mudanças nos níveis de curto-circuito, as quais devem ser contempladas nos estudos prévios à conexão de novos DFIG, devido a importância que representam para coordenar as funções de proteção de sobreccorrente sob considerações dinâmicas e em regime permanente. / The continued incorporation of distributed generation from renewable sources to electricity networks in the world, has contributed positively in the energy supply, energy efficiency and reduction of polluting gases. Nevertheless, new challenges related to the variations in power quality, system stability, short circuit levels, among others, continue to be research. The Brazil has added in recent years an important amount of gigawatts to networks through the connection of large wind farms. In addition, recent possibilities for consumers to make small generators and exchange energy in the distribution network aims to connect another quantity of gigawatts. In this context, this work presents the analysis of the impact of Crowbar protection of double feed induction generator (DFIG) on protection systems used in radial distribution networks to evaluate its influence on the coordination of overcurrent protection functions when there are faults in the network. To reach this goal, assessments of contributions to short-circuit currents of DFIG connected to the grid during disturbance, was simulated in DIGSILENT Power Factory 14.1 software where two cases where considered. The first includes the non-inclusion of crowbar protection and the second considers the inclusion of this protection during a network disturbance. The strategy implemented on crowbar protection proposed the series resistance insertion in the rotor circuit when thresholds velocity, current in the rotor and voltage at the connection point, are Exceeded. The results provide relevant short-circuit levels information that from now on must be considered during previous DFIG connection studies due to the importance they represent to coordinate overcurrent protection function under dynamic and steady state conditions.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-21T13:26:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDinamicaCondicao.pdf: 1439198 bytes, checksum: 5caec4c5f21c74bee7491625658cb7e5 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-27T13:57:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDinamicaCondicao.pdf: 1439198 bytes, checksum: 5caec4c5f21c74bee7491625658cb7e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T13:57:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDinamicaCondicao.pdf: 1439198 bytes, checksum: 5caec4c5f21c74bee7491625658cb7e5 (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Esta Dissertação analisa impactos de geradores fotovoltaicos sobre reguladores de tensão presentes em redes de distribuição. Para a realização das análises, simulou-se o comportamento de dois sistemas testes de redes de distribuição no software ANATEM, sendo o primeiro deles um sistema genérico de 20 barras e o segundo, a rede UKGDS 95 barras. Foram modelados no software geradores fotovoltaicos e funções representativas do regulador de tensão, considerando o Compensador de Queda de Tensão em Linha (LDC - line drop compensator), por meio da funcionalidade CDU. As simulações desenvolvidas refletiram o aumento da injeção de potência ativa pelos geradores na rede de distribuição, devido a variação positiva nos níveis de irradiação incidente nos módulos fotovoltaicos. Assim, tornou-se possível observar a reversão no fluxo de potência através do alimentador, a qual ocorre quando o nível de penetração da geração fotovoltaica e maior que a carga do sistema e que, em determinadas condições, leva o regulador a perder sua capacidade de regulação. Este fenômeno, no qual o regulador de tensão perde a capacidade de controlar a tensão na barra desejada, e conhecido como condição de runaway e é detalhado por meio de simulações dinâmicas, estudos até então ausentes na literatura do assunto. / Intelligent Transport Systems are several information and communication technologies applied to vehicular transportation. It is called intelligent due to its memory capacity, sensing, communication, information processing and adaptive behavior. Within this universe, the Vehicular Ad-hoc Networks (VANET) provide communication between vehicles, as well as the telecommunications infrastructure over the roads. In order to achieve connectivity continues with high data rate and low latency, the integration of vehicular networks with LTE system is pointed as a potential access technology solution. There are many challenges found to reach the QoS requirements characteristic of entertainment applications, road safety and traffic efficiency. Therefore, this dissertation proposes a methodology for the study of the impact of radio resource scheduling algorithms for vehicular networks using LTE as the access technology. This study uses a discrete simulation approach, carried out with NS-3 and SUMO tools, to evaluate five scheduling algorithms: RR, PF, TTA, CQA and PSS. The criteria used in the analysis are throughput, delay, packet loss, spectral efficiency, fairness and qualitative analysis of computational complexity. The results indicate for vehicular networks is more appropriate to apply strategies that guarantee high level of fairness between connected vehicles. The evaluation also confirm the need to use algorithms more specific, taking into account the data generation pattern of these kind of application, with the aim to ensure the best performance for the network.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-28T14:26:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoPadroesDescargas.pdf: 2325678 bytes, checksum: 6b9320d0926975fccc3a7fc2af19d0d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-28T16:10:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoPadroesDescargas.pdf: 2325678 bytes, checksum: 6b9320d0926975fccc3a7fc2af19d0d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T16:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoPadroesDescargas.pdf: 2325678 bytes, checksum: 6b9320d0926975fccc3a7fc2af19d0d4 (MD5) Previous issue date: 2015-09-24 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Esta dissertação apresenta os experimentos com aplicações de técnicas de Inteligência computacional para caracterização de descargas parciais em hidrogeradores. A classificação das descargas parciais contribui para uma análise prévia de problemas e permite a manutenção preditiva nas máquinas, reduzindo a possibilidade de falhas nas mesmas. Os dados foram coletados de modo online (máquina em operação) na Usina Hidrelétrica de Tucuruí, sendo observados os padrões de descarga interna, de laminação e entre barras. O software IMA-DP, desenvolvido em parceria entre Eletronorte e Cepel, permitiu que esses dados fossem medidos e registrados de maneira rápida, e organizados através dos mapas PRPD (Phase Resolved Partial Discharges). As técnicas de binarização, ANOVA (Analisys of Variance), ACI (Análise de Componentes Independentes) e ACP (Análise de Componentes Principais) foram aplicadas aos sinais para adequar os mesmos ao uso das técnicas de inteligência computacional. O trabalho foi desenvolvido no ambiente IPython usando a biblioteca scikit-learn, a qual possui eficientes algoritmos de inteligência. Os experimentos foram realizados fazendo-se uso das técnicas: KNN (K-Nearest Neighbors.), Floresta Randômica e MVS (Máquinas de Vetores de Suporte). Tais técnicas apresentaram bons resultados com os experimentos realizados, destacando-se aqueles obtidos para MVS que apresentaram os melhores resultados, atingindo uma acurácia de 96.07%, devido possuir mecanismos de seleção das principais variáveis durante o processo de treinamento. / This master's thesis presents the experiments with applications of computational intelligence techniques for the characterization of partial discharges in hydrogenerators. The classification of the partial discharge contributes to a prior analysis problems and allows predictive maintenance on machinery, reducing the possibility of failures in them. Data were collected online mode (operation machine) in the Tucuruí Hydroelectric Power Plant, observed the internal discharge standards, delamination and between bars. The IMA-DP software, developed in partnership with Eletronorte and Cepel, allowed these data were measured and recorded quickly, and organized through PRPD maps (Phase resolved Partial Discharges). Binarization techniques, ANOVA (Analisys of Variance), ICA (Independent Component Analysis) and PCA (Principal Component Analysis) were applied to the signals to adapt them to the use of computational intelligence techniques. The study was developed in IPython environment using scikit-learn library, which has efficient intelligence algorithms. The experiments were performed making use of techniques: KNN (K-Nearest Neighbors), Random Forest and MVS (Support Vector Machines). Such techniques showed good results with the experiments, highlighting those obtained for MVS that showed the best results, achieving an accuracy of 96.07%, due possess selection mechanisms of the main variables during the training process.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-24T12:19:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DespachoOtimoRedes.pdf: 3747031 bytes, checksum: f42f027234d88f16070b652f1ca9ec89 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-24T16:58:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DespachoOtimoRedes.pdf: 3747031 bytes, checksum: f42f027234d88f16070b652f1ca9ec89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T16:58:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DespachoOtimoRedes.pdf: 3747031 bytes, checksum: f42f027234d88f16070b652f1ca9ec89 (MD5) Previous issue date: 2016-12-07 / Esta tese propõe um método de despacho ótimo seguro baseado em Árvore de Decisão (AD) aplicado em Redes Integradas de Energia Elétrica e de Gás Natural (RIEEGNs) considerando contingências críticas que podem causar violações dos limites operacionais. Ajustes preventivos na geração de energia elétrica e na produção de gás natural são realizados com base nas regiões de segurança e nos limites de variáveis de controle determinados pelas ADs. As regras de fácil interpretação da AD que descrevem as regiões de segurança são consideradas como restrições no problema de otimização redespacho da geração de energia elétrica e da produção de gás natural. Algumas contingências críticas específicas foram aplicadas ao sistema teste de 118 barras do IEEE integrado com uma rede teste de gás natural de 15 nós. Tais contingências são tomadas como exemplos para demonstrar uma aplicação promissora do método de despacho seguro proposto para restaurar a segurança das RIEEGNs. / This thesis proposes the use of a decision tree (DT) based security dispatch method applied to integrated electric power and natural-gas networks (IPGN) against credible contingencies that may cause violations. Preventive adjustments to the optimal electric energy generation and gas production are carried out based on the security regions and boundaries of controllable variables determined by the DTs. The easily interpretable DT’s rules that describe the security regions are tractable constraints to be included in the optimization routines of electricity generation and gas production rescheduling. Some specific critical contingencies applied to the IEEE 118-bus test system integrated with the 15-node natural gas network are taken as examples to demonstrate a promising application of the proposed security dispatch method to restore IPGN security.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-24T13:29:49Z No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodosIdentificacaoFuzzy.pdf: 2802104 bytes, checksum: 73352d2962b86336990faec404300aac (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-24T16:59:13Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodosIdentificacaoFuzzy.pdf: 2802104 bytes, checksum: 73352d2962b86336990faec404300aac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T16:59:13Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodosIdentificacaoFuzzy.pdf: 2802104 bytes, checksum: 73352d2962b86336990faec404300aac (MD5) Previous issue date: 2016-12-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste estudo, é proposta uma estrategia baseada na metodologia fuzzy para a melhoria do desempenho das previsões de dados mediante um modelo de série temporal. Esta metodologia é concebida para modelagem de processos autoregressivos sazonais de média móvel e pode ser adotada sobre diversas aplicações no mundo real. Por meio da abordagem híbrida, baseada em uma versão da função de autocorrelação fuzzy, a interpolação e as capacidades de generalização de sistemas fuzzy foram exploradas para se obter uma previsão robusta, mesmo considerando séries de curta ou longa duração. A fim de aumentar a precisão do algoritmo de identicação proposto, vários parâmetros de desempenho foram testados e otimizados por simulações computacionais. Os seguintes parâmetros foram considerados nesse processo: o comprimento de trajetória da série histórica, o número de conjuntos fuzzy, e o limite para ativação do suporte dos conjuntos fuzzy triangulares. Observou-se que a função de pertinência triangular contribuiu para a melhoria do desempenho no modelo de previsão. Para demonstrar a eficácia da metodologia proposta, foram implementados quatro estudos de caso a partir de dados disponíveis na literatura. Os resultados confirmaram o bom desempenho do algoritmo proposto, permitindo a obtencão de um erro de previsão pequeno, sobretudo, em comparação com metodologias de identificação parametrica consolidadas na literatura. As projeções produzidas pelo novo método proposto, quando submetidas ao conceito de intervalo de confianca fuzzy, demonstraram uma precisão satisfatoria. / In this study, a fuzzy-based strategy for improvement of forecasting performance in data time series analysis is proposed. The designed methodology is target to seasonal autoregressive moving average processes modelling and can be applied to an wide range of real world applications. By means of hybrid approach based on a fuzzy version of correlation functions, the interpolating and the generalization capabilities of fuzzy systems are exploited in order to obtain a robust forecasting, even considering series with missing data points. In order to increase the algorithm accuracy, several design parameters were tested and optimized by computational tests. The following parameters are considered in this process: the length of the trajectory of the time series, the number of fuzzy sets, and the limit for activation of the support of the triangular fuzzy sets. It was observed that the membership function of triangular form lead to improved forecasting performance. A simulation to evaluate the accuracy of the forecasting of a fuzzy seasonal autoregressive model is described. To demonstrate the eectiveness of the proposed methodology, four case studies on data from some public data base was carried-out. The results conrm the improved performance of the proposed algorithm, allowing to obtain a reduced forecasting error in comparison to a conventional statistical methodology and fuzzy, for instance. The projections produced by the new method when subjected to fuzzy condence interval analysis showed satisfactory accuracy.

Os modernos sistemas de mediÃÃo, proteÃÃo, comando, controle e supervisÃo (MPCCS) tÃm contribuÃdo de forma significativa para o aumento da seguranÃa, confiabilidade e continuidade de serviÃo dos sistemas elÃtricos de potÃncia. O sistema de proteÃÃo à parte relevante desse sistema multifuncional, o qual tem como objetivo principal manter a integridade do sistema elÃtrico quando submetido a um distÃrbio, garantindo a seguranÃa de pessoas e assegurando a continuidade de serviÃo da porÃÃo nÃo envolvida no problema. Para tanto, o sistema de proteÃÃo deve atender a alguns requisitos bÃsicos tais como: boa seletividade e coordenaÃÃo, rapidez na atuaÃÃo, sensibilidade para proteger a maior zona de proteÃÃo possÃvel e confiabilidade. No sistema de proteÃÃo, um componente assume uma posiÃÃo de destaque: o relà de proteÃÃo digital. à neste componente que sÃo configurados os ajustes necessÃrios para o correto funcionamento do esquema de proteÃÃo de um dado sistema elÃtrico. Os relÃs de proteÃÃo digitais sÃo equipamentos multifuncionais, que possuem diversas funÃÃes de proteÃÃo, mediÃÃo de grandezas elÃtricas, registros oscilogrÃficos, supervisÃo, controle e comunicaÃÃo. AlÃm de todos estes recursos, os relÃs digitais dispÃem de mÃltiplos grupos de ajustes que podem ser previamente configurados conforme necessidade operacional. A mudanÃa de grupo de ajuste de um relà à um recurso amplamente utilizado pelas Ãreas de proteÃÃo das empresas do setor elÃtrico, possibilitando uma otimizaÃÃo do ajuste do sistema de proteÃÃo, compatibilizando-o Ãs diversas topologias assumidas pelo sistema elÃtrico apÃs uma falta ou retirada intencional de algum componente da rede. Atualmente este procedimento à realizado de forma manual, tornando-o vulnerÃvel à falha humana, podendo ter como consequÃncia desligamentos de grandes blocos de carga por falha de coordenaÃÃo, com graves prejuÃzos para os indicadores da qualidade de serviÃo de duraÃÃo e frequÃncia de interrupÃÃo, DEC e FEC, e para a imagem da empresa. Neste trabalho à apresentado um sistema, baseado em Redes de Petri Coloridas, capaz de realizar a mudanÃa automÃtica entre grupos de ajustes de um sistema de proteÃÃo a partir da mudanÃa de topologia do sistema elÃtrico. O sistema desenvolvido monitora a topologia da rede elÃtrica, em tempo real, a partir das informaÃÃes de estado dos disjuntores. Para qualquer alteraÃÃo na configuraÃÃo da rede elÃtrica, que caracterize necessidade de alteraÃÃo no sistema de proteÃÃo, automaticamente sÃo enviados sinais de comando para os relÃs, alterando os grupos de ajustes ativos de um conjunto predefinido, de modo a se obter a melhor graduaÃÃo de proteÃÃo possÃvel para a porÃÃo correspondente do sistema elÃtrico afetado pela alteraÃÃo de topologia. / The modern systems of measurement, protection, command, control and supervision (MPCCS) have contributed in a meaningful way to increase the security and reliability of the power systems. The most important part of this multifunctional system is the protection system, which has as the main goal to maintain the power system integrity when it is under a disturbance, assuring the peopleâs safety as well as the continuation of the services to the part of the system not involved in the disturbance. For this, the protection system must fulfill some basic requirements such as: proper selectivity and coordination, prompt response, sensitivity to protect the largest zone as possible and reliability. In a system protection, one component takes on a prominent position, given its functional importance: the digital protection relay. It is in this device where the necessary adjustments are configured for proper operation of the protection scheme of a given electrical power system. The digital relays are devices that have several protection functions, with multiple levels of settings, measurements, oscillography, supervision, control and communication. Besides all these features, the digital relays have multiple groups of settings that can be previously configured and switched among them, according to operational needs. The changing of setting group in a relay is a very important resource at a protection system, extensively used by protection sectors of companies in the power sector, allowing the optimization of the protection system setting, making it compatible to a new topology taken on by the system after a fault or an intentional removal of some system component. Nowadays this procedure is performed manually, making it vulnerable to human errors that might occur as a consequence of an outage, with serious effect in the system performance indices. In this sense this work presents a system, based on Colored Petri Nets, able to automatically change the setting groups of a protection system when the power network topology changes. This system monitors in real time the status of the circuit breakers in order to take the decision whether a meaningful change in the network topology has taken place. If so, a command is automatically sent to the relays to change the active group setting so as to maintain a suitable coordination of the protection system.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Julio Cesar Roma Buzar.pdf: 804000 bytes, checksum: 0c2294a9e066eb31981b51015c924c90 (MD5) Previous issue date: 2003-11-28 / This work presents a methodology to investigate high voltage control problems in electrical power systems based on steady stated and time domain computer simulations. The steady state analyses determine the V-Q curves using conventional power flow models. Time domain simulation uses conventional transient stability models to reproduce the phenomenon in details and to validate steady state results. This methodology is tested in the October 10th events with particular interest in the state of Maranhão power system behavior. The results reveal that the events cause voltage control problems in the area under investigation and the load shedding, the control action taken at that time, results in a stable operation condition. On the other hand, as an illustrative case, it is tested an alternative control action using shunt capacitors under an unstable operation condition. The steady state simulation shows that this control action reduces the bus voltage level, whilst time domain simulation shows that these control actions raise the bus voltage level. Before this work, no proper investigation had been carried out to investigate voltage control problems in the state of Maranhão high voltage power system. / Este trabalho apresenta uma metodologia baseada em simulações computacionais, usando técnicas de regime permanente e no domínio do tempo, para investigar problemas de controle de tensão em sistemas de energia elétrica. As técnicas em regime permanente usam modelos convencionais de fluxo de carga para montagem da curva V-Q. Já nas simulações no domínio do tempo são usados modelos convencionais de estabilidade transitória angular para reproduzir em detalhes o fenômeno, e validar os resultados obtidos em regime permanente. A metodologia é testada numa ocorrência do dia 10 de outubro de 2002 no sistema interligado Norte/Nordeste, enfatizando as conseqüências no sistema Norte, em particular no sistema de transmissão de energia elétrica do estado do Maranhão, operado pelas Centrais Elétricas do Norte do Brasil S.A. Eletronorte. Os resultados das investigações revelam que os eventos provocam problemas de controle de tensão na área investigada e que o corte de carga, ação de controle executada, resulta numa condição de operação estável. Por outro lado, como ilustração, testa-se uma ação de controle através de bancos de capacitores numa condição de instabilidade de tensão. Em regime permanente, os resultados mostram uma redução no nível de tensão da barra, enquanto que no domínio do tempo mostram um aumento no nível de tensão. Antes deste trabalho, nenhuma análise investigativa de problemas de controle de tensão no sistema de alta tensão de energia elétrica do estado do Maranhão tinha sido realizada.

[pt] Esta dissertação investiga a utilização de Redes Neurais Artificiais (RNAs) na área de previsão de carga elétrica. Nesta investigação foram utilizados dados reais de energia relativos ao sistema elétrico brasileiro. O trabalho consiste de quatro partes principais: um estudo sobre o problema de previsão de carga no contexto de sistemas elétricos de potência; o estudo e a modelagem das RNAs para previsão de carga; o desenvolvimento do ambiente de simulação; e o estudo de casos. O estudo sobre o problema de previsão de carga envolveu uma investigação sobre a importância da previsão de demanda de energia na área de sistemas elétricos de potência. Enfatizou-se a classificação dos diversos tipos de previsão de acordo com o seu horizonte, curto e longo prazo, bem como a análise das variáveis mais relevantes para a modelagem da carga elétrica. O estudo também consistiu da análise de vários projetos na área de previsão de carga, apresentando as metodologias mais utilizadas. O estudo e a modelagem de RNAs na previsão de carga envolveu um extenso estudo bibliográfico de diversas metodologias. Foram estudadas as arquiteturas e os algoritmos de aprendizado mais empregados. Constatou-se uma predominância da utilização do algoritmo de retropropagação (Backpropagation) nas aplicações de previsão de carga elétrica horária para curto prazo. A partir desse estudo, e utilizando o algoritmo de retropropagação, foram propostas diversas arquiteturas de RNAs de acordo com o tipo de previsão desejada. O desenvolvimento do ambiente de simulação foi implementado em linguagem C em estações de trabalho SUN. O pacote computacional engloba basicamente 3 módulos: um módulo de pré-processamento da série de carga para preparar os dados de entrada; um módulo de treinamento da Rede Neural para o aprendizado do comportamento da série; e um módulo de execução da Rede Neural para a previsão dos valores futuros da série. A construção de uma interface amigável para a execução do sistema de previsão, bem como a obtenção de um sistema portátil foram as metas principais para o desenvolvimento do simulador. O estudo de casos consistiu de um conjunto de implementações com o objetivo de testar o desempenho de um sistema de previsão baseado em Redes Neurais para dois horizontes distintos: previsão horária e previsão mensal. No primeiro caso, foram utilizados dados de energia da CEMIG (Estado de Minas Gerais) e LIGHT (Estado do Rio de Janeiro). No segundo caso, foram utilizados dados de energia de 32 companhias do setor elétrico brasileiro. Destaca-se que a previsão mensal faz parte de um projeto de interesse da ELETROBRÁS, contratado pelo CEPEL. Para ambos os casos, investigou-se a influência do horizonte de previsão e da época do ano no desempenho do sistema de previsão. Além disso, foram estudadas as variações do desempenho das Redes Neurais de acordo com a empresa de energia elétrica utilizada. A avaliação do desempenho foi feita através da análise das seguintes estatísticas de erro: MAPE (Mean Absolute Percentage Error), RMSE (Root Mean Square Error) e U de Theil. O desempenho das RNAs foi comparado com o de outras técnicas de previsão, como os métodos de Holt-Winters e Box & Jenkins, obtendo-se resultados, em muitos casos, superiores. / [en] This dissertation investigates the application of Artificial Neural Networks (ANNs) in load forecasting. In this work we have used real load data from the Brazilian electrical system. The dissertation is divided in four main topics: a study of the importance of load forecasting to electric power systems; the investigation of the ANN modeling to this particular problem; the development of a neuro-simulador; and the case studies. It has been made an investigation of the objectives of load forecasting to power systems. The different kinds of load forecasting have been classified according to the leading time of the prediction (short and long term). The more important variables to model electric load were also investigated. This study analyses many projects in the area of load forecasting and presents the techniques that have been traditionally used to treat the problem. The ANNs modeling to load forecasting involved a deep investigation of works that have been published. The ANNs architectures and learning algorithms more commonly used were studied. It has been verified that the Backpropagation algorithm was the more commoly applied in the problem (particularly, in the problem of short term hourly load forecasting). Based on this investigation and using the backpropagation algorithm, many Neural Networks architetures were proposed according to the desired type of forecasting. The development of the neuro-simulator has been made in C language, using SUN workstations. The software is divided in 3 modules: a load series pre-processing module, to prepare the input data; a training module to the load series behavior learning; and an execution module, in which the Neural Network will perform the predictions. The development of a friendly interface to the forecasting system execution and the portability of the system were main goals during the simulator development. The case studies involved testing the system performance for 2 cases: hourly and monthly predictions. In the first case, load data from CEMING (State of Minas Gerais) and LIGHT (State of Rio de Janeiro) has been used. In the second case load data from 32 companies of the Brazilian electrical system has been used. Monthly load forecasting is involved in a project of interest of two companies of the electric sector in Brazil: CEPEL and ELETROBRÁS. In both cases, influences of the forecasting horizon and of the period of the year in the system´s performance has been investigated. Besides, the changes in the forecasting performance according to the particular electric company were also studied. The performance evaluation has been done through the analysis of the following error figures: MAPE (Mean Absolute Percentage Error), RMSE (Root Mean Square Error) and Theil´s U. The ANN performance was also compared with the performance of other techniques, like Holt-Winteres and Box-Jenkins, giving better results in many cases.

[pt] Este trabalho apresenta o desenvolvimento da teoria de controle modal em sistema multivariável a partir do conhecimento da matriz de transferência, H(S), que o caracteriza. Usa-se a técnica de representação no espaço de estado onde a descrição do sistema é feita por uma forma canônica controlável, cujos elementos são obtidos diretamente de H (S). A partir do modelo de estado que representa o sistema e admitindo-se que o vetor de estado é obtido por estimação, obtém-se o sistema munido de um controlador de modo que, pela forma canônica escolhida, o espectro do sistema pode ser imposto. Em seguida aplica-se essa teoria a um sistema elétrico de potência constituído por duas áreas interligadas com intuito de impor a forma da reposta transitória devida a perturbações na demanda de potência ativa. O comportamento do sistema é simulado em computador digital com auxílio do programa CONTINUOUS SYSTEM MODELING PROGRAM - S/360-TRM, sendo os resultados apresentados em forma de gráficos. O problema de controle potência ativa - freqüência foi também abordado por Fosha e Elgerd [5], como um problema de otimização com função de custo quadrático, mas sua aplicação prática esbarra na escolha das matrizes que ponderam o estado de controle na função de custo e que fornecem o melhor transitório para o sistema. / [en] This thesis presents the developing of the modal control theory in a multivariable system starting on the knowledge of the transfer matrix, H(S), that characterize it. We use the state space representation technique where the description, of the system is made by a controlable canonic form, whose elements are got directly from H(S). Starting from the state model which represents the system and admitting that the state vector is obtained by estimation, we can get the system provided with a controller in a wav that, by the canonic form chosen, the system spectrum can be imposed. Afterwards, this theory could be applied to a power system made by two interconnected areas with a finality of imposing the form of the transient auswer due to perturbations at the demand of active power. The system behavior is simulated in digital computer helped by the CONTINUOUS SYSTEM MODELING PROGRAM - S/360- IBM, the results being presented in form of drawings. The problem of the active power - frequency control was seen by FOSHA and ELGERD [5] too as a problem of otimization with a quadratic cost function but their pratical application run into the choice of the matrices which ponder the state and the control at the cost function and supply the better transient for the system.

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