Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 220688.pdf: 904209 bytes, checksum: e513b77197ce2bcf09318e75e2504347 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T17:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 220975.pdf: 2543873 bytes, checksum: 76357b4858158423bac6611515070c64 (MD5) / Este trabalho explora uma nova abordagem para análise e controle dos sistemas de estrutura variável. Tais sistemas, mesmo quando formados por estruturas lineares, ao sofrerem comutação entre essas estruturas, se tor-nam não-lineares. Além disso, a comutação introduz descontinuidades nas equações dinâmicas do sistema. Essas duas propriedades --não-linearidade e descontinuidade - conferem características únicas aos sistemas de estrutura variável, podendo ainda, fazer surgir certos tipos de bifurcações próprias desses sistemas. Alguns dos fenômenos resultantes dessas bifurcações já foram relatados na literatura e observados na prática, principalmente, em certos artefatos tecnológicos, a exemplo dos conversores de potência, que processam a energia elétrica por meio de circuitos eletrônicos que alternam entre diferentes estruturas dinâmicas. Os fenômenos não-lineares nesses sistemas descontínuos ainda constituem tema pouco explorado se comparados aos sistemas contínuos. É preciso, pois, empreender novos esforços de pesquisa, no sentido de combinar o conhecimento já adquirido no domínio dos sistemas de estrutura variável com os resultados advindos da teoria qualitativa dos sistemas dinâmicos. Por isso, este trabalho faz uma incursão nesse campo, buscando um novo foco de análise e propondo a construção de um fundamento teórico para o estudo de bifurcações em sistemas de estrutura variável. Neste sentido, aplicações em Eletrônica de Potência e Biomatemática são trazidas como exemplo, para evidenciar a ocorrência das novas bifurcações previstas pelo método de análise proposto. E, respaldado nos resultados obtidos com a análise de bifurcações, métodos de síntese de controladores são também apresentados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T22:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 190320.pdf: 2543873 bytes, checksum: 76357b4858158423bac6611515070c64 (MD5) / Este trabalho explora uma nova abordagem para análise e controle dos sistemas de estrutura variável. Tais sistemas, mesmo quando formados por estruturas lineares, ao sofrerem comutação entre essas estruturas, se tor-nam não-lineares. Além disso, a comutação introduz descontinuidades nas equações dinâmicas do sistema. Essas duas propriedades --não-linearidade e descontinuidade - conferem características únicas aos sistemas de estrutura variável, podendo ainda, fazer surgir certos tipos de bifurcações próprias desses sistemas. Alguns dos fenômenos resultantes dessas bifurcações já foram relatados na literatura e observados na prática, principalmente, em certos artefatos tecnológicos, a exemplo dos conversores de potência, que processam a energia elétrica por meio de circuitos eletrônicos que alternam entre diferentes estruturas dinâmicas. Os fenômenos não-lineares nesses sistemas descontínuos ainda constituem tema pouco explorado se comparados aos sistemas contínuos. É preciso, pois, empreender novos esforços de pesquisa, no sentido de combinar o conhecimento já adquirido no domínio dos sistemas de estrutura variável com os resultados advindos da teoria qualitativa dos sistemas dinâmicos. Por isso, este trabalho faz uma incursão nesse campo, buscando um novo foco de análise e propondo a construção de um fundamento teórico para o estudo de bifurcações em sistemas de estrutura variável. Neste sentido, aplicações em Eletrônica de Potência e Biomatemática são trazidas como exemplo, para evidenciar a ocorrência das novas bifurcações previstas pelo método de análise proposto. E, respaldado nos resultados obtidos com a análise de bifurcações, métodos de síntese de controladores são também apresentados.

[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.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:56:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312058.pdf: 5183736 bytes, checksum: ce32c7cab0db88a68f2b0f9287979949 (MD5) / Esta dissertação apresenta uma metodologia para identificar e classificar os pontos de carregamento crítico em sistemas de potência. Duas estratégias são utilizadas como base desta metodologia. A primeira visa encontrar o ponto de máximo carregamento da rede elétrica e a correspondente solução do fluxo de potência. Esta abordagem assume que a curva PV é uma forma quadrática, com esta característica se tornando mais acentuada conforme o nível de carregamento do sistema se aproxima do ponto crítico. As principais motivações para o uso deste método são a rapidez da obtenção da solução e a robustez numérica do processo iterativo nas proximidades do ponto de máximo carregamento. A segunda estratégia utiliza um esquema preditor-corretor para identificar os pontos críticos de geração de potência reativa na rede elétrica, mediante o aumento do seu nível de carregamento. Assim, as barras que atingem o limite de geração de potência reativa são identificadas e os valores dos fatores de carregamento correspondentes são calculados simultaneamente. Na etapa de correção, as equações do fluxo de potência correspondentes a cada barra que atinge o limite de potência reativa incluem a representação da magnitude da tensão de referência e do balanço de potência reativa da referida barra PV, ajustadas respectivamente nos valores de referência e no limite atingido. A classificação dos pontos críticos é baseada em conceitos oriundos da Teoria da Bifurcação e em índices calculados com auxílio das relações de sensibilidade da geração de potência reativa com a magnitude das tensões nodais. Os resultados obtidos para dois sistemas testes, onde o primeiro é o sistema IEEE de 24 Barras, enquanto o segundo é um sistema equivalente da Região Sul do país, composto por 82 barras, ilustram as características principais dos métodos apresentados. / This dissertation presents a methodology to identify and to classify the critical loadability points in power systems. Two strategies are used as the basis of this methodology. The first aims to find the maximum loadability of the electrical network and its corresponding power flow solution. This approach assumes that the PV curve is a quadratic form, this feature becoming more accented as the loadability level is closer to the critical point. The main motivation to use this method are the fast way the critical solution is obtained and the numerical robustness of the iterative process around the maximum loadability point. The second strategy uses a predictor-corrector scheme to identify the loadability points related to critical levels of reactive power generation, as the loadability level increases. Thus, the buses whose limits of reactive power generation are reached are identified and the corresponding loadability factor is computed simultaneously. In corretor step, the equations of the power flow corresponding to the bus which has reached the reactive power generation limit include the modeling of both the reference voltage magnitude and the reactive power balance of the PV bus whose limit has been reached. The classification of these critical points is based on both some concepts from the Bifurcation Theory and indexes computed with the aid of sensitivity relationships between the reactive power generation and the bus voltage magnitude. The numerical results obtained with two test-systems, the IEEE 24 Buses and a reduced network equivalent to the power system of the Souther Region of Brazil, illustrate the main features of the methodology presented.