Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Dionizio Paschoareli Junior / Banca: Walmir de Freitas Filho / Resumo: Propõe-se neste trabalho o desenvolvimento de uma metodologia analítica para análise do desempenho dinâmico/transitório dos geradores de indução conectados ao sistema de energia elétrica. O método proposto para o estudo da estabilidade das máquinas de indução baseia-se no monitoramento da tensão interna E' durante o período transitório do sistema, a qual pode comprometer a capacidade de transmissão de potência na linha, com consequente colapso da estabilidade da máquina. Deste modo, faz-se a análise do desempenho transitório da máquina pela observação da grandeza em que efetivamente reside a causa da instabilidade. O método desenvolvido foi validado por meio de simulações digitais, em duas configurações do sistema: o primeiro caso, desprezando o suporte de potência reativa, para efeito de análise nos estudos de estabilidade transitória. No segundo, é realizada a compensação dinâmica de potência reativa via SVC (Static Var Compensator). Neste caso, mesmo na presença do compensador variável de reativo, o método da tensão interna revelou-se capaz de avaliar novos limites de estabilidade para o sistema. Considerados os resultados obtidos, observa-se que o método proposto apresenta resultados suficientemente precisos para avaliar o comportamento dos geradores de indução conectados à rede elétrica / Abstract: This dissertation proposes the development of an analytical methodology for analysis of dynamic/transient performance of an induction generator connected to a bulk power system. The proposed method for studying the stability of induction machines is based on monitoring the internal voltage named E' since during the transient system, its magnitude may decrease and so causing degeneration of the transmission system capability, with consequent collapse of machine stability. Thus it is the analysis of transient performance of the machine by observing the variable that is actually the cause of instability. The analytical method was validated by means of digital simulations, in two system configurations: in the first case, no reactive support is considered, and the purpose is to analyse the machine transient stability itself. In the second, a reactive support is provided by means of the dynamic reactive compensation via SVC (Static Var Compensator). In this case, even in the presence of variable reactive compensator, the method of internal voltage proved to be able to properly assess new stability limits. The results so obtained lead to the indication that the proposed method results are accurate enough in order to evaluate the behavior of induction generators, connected to the power grid

Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Wagner Peron Ferreira / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a relação entre os principais tipos de bifurcações que ocorrem em sistemas elétricos de potência e em quais ocasiões elas podem ocorrer em máquinas síncronas com ou sem RAT (Regulador Automático de Tensão). Para explorar tais fenômenos, primeiramente o sistema é modelado, sendo utilizado para o caso MBI (Máquina - Barramento In nito) o modelo um eixo e, então, a matriz de estado é calculada para a análise dos autovalores. Para os sistemas multimáquinas estudados, são incluídos dois enrolamentos amortecedores nos eixos d ¡ q. São então apresentados os métodos de análise de estabilidade transitória convencionais, amplamente utilizados, conhecidos como método Tradicional e Método Direto. As condições para a ocorrência de bifurcações são analisadas utilizando os coe - cientes linearizados do modelo de He ron-Phillips para o caso MBI, onde é mostrado que se espera perder a estabilidade para o sistema com regulador automático de tensão através de uma bifurcação de Hopf e para o caso sem RAT através de uma bifurcação Sela-Nó. Por m, é analisado o ciclo-limite para o caso de uma máquina - barramento in nito e para sistemas multimáquinas através do modelo não-linear. A região de estabilidade é analisada no plano de fase, sendo mostrada a necessidade de incluir a variação de uxo no enrolamento de campo para uma análise correta da estabilidade. É também mostrado que este ciclo-limite pode reduzir a fronteira de estabilidade calculada pelo método convencional. / Abstract: The aim of this study is the relation among main types of bifurcations that occur in electrical power systems and the circumstances they can happen with the synchronous machines considered with or without AVR (Automatic Voltage Regulator). To explore such phenomena, the system is rst modeled with the synchronous machines described by the one axis model for the MIB (Machine - In nite Bus) case , and so the state matrix is computed for the analysis of its eigenvalues. For multimachine systems case two windings dampers are included in d-q axes. The conditions for the occurrence of bifurcations are analyzed using the coe cients of the He ron-Phillips model for MIB case, where it is shown that one expects the system with automatic voltage regulator lose synchronism through a Hopf bifurcation and for the case without RAT through a Saddle- Node Bifurcation. Finally, the nonlinear model is accounted for in order to consider the limit-cycle for the case of one machine - in nite bus case as well as for multimachine system. Since internal voltage a ects the boundary of the stability region it must be considered. Then the phase portrait does not su ce and the trajectories must to be observed in a sub space de ned with the internal voltage. It is also shown that this limit-cycle can reduce the boundary of stability calculated by means of the direct method. / Mestre

Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Silvia Galvão de Souza Cervantes / Resumo: Este trabalho tem por objetivo contribuir para o desenvolvimento de técnicas de Educação em Engenharia apresentando uma ferramenta de apoio ao Ensino/Aprendizagem de Sistemas Elétricos de Potência na forma de um software de interface amigável e baixo custo. O software desenvolvido em linguagem C++ segue os padrões de programação orientada a objetos e oferece ao usuário a resolução de fluxos de potência e simulações de casos de contingências transitórias com possibilidade de interatividade, apresentando resultados em ambiente gráfico. Desenvolvido para aplicação na área de Dinâmica e Estabilidade de Sistemas de Potência, suporta sistemas-exemplos clássicos do IEEE e também disponibiliza ao usuário ferramentas para personalização de arquivos de dados de entrada, tornando-se flexível e de fácil acesso aos casos já inseridos no sistema. O usuário também pode criar novos sistemas de acordo com suas necessidades. Os resultados são exibidos em forma numérica e também através de gráficos tridimensionais e animação, possibilitando fácil visualização de resultados, entendimento de fenômenos e análise de influências sobre o desempenho. / Abstract: This work presents a contribution to the development of Engineering Education techniques by means of a Teaching/Learning support tool for Electrical Power System studies resulting in a friendly low cost interface software. It was developed in C++ language and follows the pattern of object oriented programming, offering to the user the resolution of load flow and digital simulations of transient stability with the possibility of interactivity, showing the results in a graphic environment. It was developed for use in applications of Static and Transient Power Systems Stability and it has enclosed classic sample-systems of IEEE and others and also allows the user to customize input data files. Then the tool is flexible and enables easy access to cases formerly inserted in the system. The user also can create new systems according to his needs. The machines rotors movement can be seen in a graphic animation, allowing easy visualization of events, phenomena comprehension and analysis of influences about the performance. / Mestre