Este trabalho apresenta uma análise da utilização da comunicação de banda estreita via rede elétrica (Power Line Communication - PLC) em ambiente industrial. Para análise, utilizou-se um kit de desenvolvimento para aplicações baseadas em PLC de acordo com o padrão G3-PLC. Ensaios experimentais e resultados são apresentados para diferentes cenários que simulam diversas situações existentes em um ambiente industrial. Demonstra-se a influência da inserção de ruídos no canal PLC, através do acionamento de inversores e motores, afim de verificar a influência desses elementos no desempenho da comunicação PLC. Como base comparativa, utilizou-se a distância máxima de transmissão normalizada da rede ASInterface, muito difundida em ambientes industriais. Recomendações relativas à técnica de modulação e tamanho do pacote de dados são apresentadas. Como resultado final, conclui-se que o padrão de comunicação G3-PLC e sua técnica de modulação ROBO atendem os requisitos de comunicação industrial, principalmente para aplicações de monitoramento de variáveis industriais, onde o tempo não é crítico. / This work presents an analysis of the narrowband communication through the power line (PLC) in an industrial environment. For analysis, a development kit for PLCbased applications according to the G3-PLC standard was used. Experimental tests and results for different scenarios that simulate various situations existing in an industrial environment. An influence of the insertion of noise in the PLC channel is demonstrated by the drive of inverters and motors, in order to verify a nonperformance influence of the PLC communication. As a comparative basis, a maximum standard transmission distance of the AS-Interface network was used, very widespread in industrial environments. Recommendations regarding the modulation technique and the size of the data packet are presented. As a final result, it is concluded that the G3-PLC communication standard and its ROBO modulation technique meet the requirements of industrial communication, especially for industrial variable monitoring applications where time is not critical.

Os backbones IP utilizam protocolos de roteamento do tipo estado do enlace para definir as rotas corretamente. Em situações de mudança na topologia, como uma falha, esses protocolos necessitam de um tempo para reagir e encontrar novas rotas. Durante esse tempo, as rotas ficam instáveis com alta taxa de pacotes perdidos e queda na confiabilidade do backbone. Esse trabalho propõe uma abordagem pró-ativa denominada Esquema de Caminhos Emergenciais Rápidos para auxiliar o protocolo de roteamento OSPF a reduzir a taxa de pacotes perdidos durante esse período. Essa abordagem realiza cálculos reutilizando a base de informações de roteamento do OSPF para gerar esses caminhos emergenciais, que são representados na tabela de encaminhamento através de marcas. Essas marcas são utilizadas então para guiar corretamente os pacotes no contorno de uma falha. Essa abordagem é avaliada em representações de topologias artificiais e reais, e também em simulação para analisar qual o ganho obtido na redução de pacotes perdidos em relação ao OSPF original. A abordagem desenvolvida demonstra resultados bastante satisfatórios em termos de extensão dos caminhos de recuperação utilizados e quantidade de informações extras adicionadas na tabela de encaminhamento em relação à abordagem concorrente. / IP network backbones use link state routing protocols to find correct routes. In face of a topology change, e.g. a failure, these protocols need some time to react to it in order to find new routes. During this time, the routes become unstable, causing high packet loss rate and depreciation of backbone reliability. This work presents a proactive approach named Fast Emergency Paths Schema to help the OSPF routing protocol during the convergence period in order to reduce packet loss rate. The approach conducts calculations reusing the routing information base of the OSPF in order to generate these emergency paths, which are represented in the forwarding table as marks. These are then used to guide the packets to correctly bypass a failure. The approach is evaluated by using various artificial and real topologies, and a simulation is also implemented in order to analyze the packet loss rate reduction in relation to the original OSPF. The analysis yielded satisfactory results in terms of the extension of the recovery paths used and of the amount of extra information added to the forwarding table in relation to the concurrent approach.

O presente trabalho propõe uma arquitetura de controle de admissão de conexão para servidores de vídeo sob demanda, que visa introduzir garantias determinísticas para o atraso e aumentar a taxa de utilização do enlace. O sistema tira proveito do fato de que os arquivos de vídeo podem ser pré-processados, para calcular os parâmetros de tempo e espaço, com o objetivo de estimar a banda efetiva de um agregado de streams sobre o regime assintótico de muitas fontes. A geração automática dos arquivos de trace permite a caracterização total do processo de chegada dos dados, aumentando a precisão do cálculo da taxa de serviço requerida. Para contornar o problema de predição de tráfego, uma vez que o sistema não captura o comportamento dos fluxos de vídeo no domínio do tempo, o enlace é divido em vários enlaces virtuais, que transportam somente fluxos de vídeos idênticos. A utilização de um mecanismo, que compartilha a banda excedente, diminui o desperdício de recursos e a probabilidade de ocorrer uma violação aos parâmetros de QoS impostos. Todo processo de admissão de conexão é auxiliado por um sistema gestor de base de dados, onde uma função decide se deve ou não aceitar uma conexão pela simples comparação das somas das bandas efetivas das conexões com os recursos disponíveis. A eficiência do modelo proposto é analisada e comparada aos modelos determinísticos tradicionais. / This work proposes a admission control architecture for video-on-demand servers, which provide deterministic guarantees on the maximum delay of video traffic and increase the network resource utilization. The framework take advantage of the fact that stored video streams can be processed off-line to calculate the space and time parameters in order to estimate its effective bandwidth under the many sources asymptotic regime. The automatic generation of video data representation (packetized and encapsulated in network protocols) in textual format allows a full characterization of the underlying process so as to precisely calculate its bandwidth requirements. To bypass the traffic prediction problem, since the off-line estimation does not capture the exact dynamics of the video stream in the time domain, the link is divided into several virtual links, where only streams with same content are multiplexed (group multiplexing approach). The introduction of a borrowing mechanism to distribute the excess bandwidth to other groups which request service increases the resource utilization and QoS. The admission control is aided by a Database Management System, where a stored procedure decides whether to accept or reject a connection by simple compare the sum of effective bandwidths for the traffic streams with the available resources. The efficiency of the model is analyzed and compared with deterministic approachs.

Este trabalho apresenta uma análise da utilização da comunicação de banda estreita via rede elétrica (Power Line Communication - PLC) em ambiente industrial. Para análise, utilizou-se um kit de desenvolvimento para aplicações baseadas em PLC de acordo com o padrão G3-PLC. Ensaios experimentais e resultados são apresentados para diferentes cenários que simulam diversas situações existentes em um ambiente industrial. Demonstra-se a influência da inserção de ruídos no canal PLC, através do acionamento de inversores e motores, afim de verificar a influência desses elementos no desempenho da comunicação PLC. Como base comparativa, utilizou-se a distância máxima de transmissão normalizada da rede ASInterface, muito difundida em ambientes industriais. Recomendações relativas à técnica de modulação e tamanho do pacote de dados são apresentadas. Como resultado final, conclui-se que o padrão de comunicação G3-PLC e sua técnica de modulação ROBO atendem os requisitos de comunicação industrial, principalmente para aplicações de monitoramento de variáveis industriais, onde o tempo não é crítico. / This work presents an analysis of the narrowband communication through the power line (PLC) in an industrial environment. For analysis, a development kit for PLCbased applications according to the G3-PLC standard was used. Experimental tests and results for different scenarios that simulate various situations existing in an industrial environment. An influence of the insertion of noise in the PLC channel is demonstrated by the drive of inverters and motors, in order to verify a nonperformance influence of the PLC communication. As a comparative basis, a maximum standard transmission distance of the AS-Interface network was used, very widespread in industrial environments. Recommendations regarding the modulation technique and the size of the data packet are presented. As a final result, it is concluded that the G3-PLC communication standard and its ROBO modulation technique meet the requirements of industrial communication, especially for industrial variable monitoring applications where time is not critical.

Os backbones IP utilizam protocolos de roteamento do tipo estado do enlace para definir as rotas corretamente. Em situações de mudança na topologia, como uma falha, esses protocolos necessitam de um tempo para reagir e encontrar novas rotas. Durante esse tempo, as rotas ficam instáveis com alta taxa de pacotes perdidos e queda na confiabilidade do backbone. Esse trabalho propõe uma abordagem pró-ativa denominada Esquema de Caminhos Emergenciais Rápidos para auxiliar o protocolo de roteamento OSPF a reduzir a taxa de pacotes perdidos durante esse período. Essa abordagem realiza cálculos reutilizando a base de informações de roteamento do OSPF para gerar esses caminhos emergenciais, que são representados na tabela de encaminhamento através de marcas. Essas marcas são utilizadas então para guiar corretamente os pacotes no contorno de uma falha. Essa abordagem é avaliada em representações de topologias artificiais e reais, e também em simulação para analisar qual o ganho obtido na redução de pacotes perdidos em relação ao OSPF original. A abordagem desenvolvida demonstra resultados bastante satisfatórios em termos de extensão dos caminhos de recuperação utilizados e quantidade de informações extras adicionadas na tabela de encaminhamento em relação à abordagem concorrente. / IP network backbones use link state routing protocols to find correct routes. In face of a topology change, e.g. a failure, these protocols need some time to react to it in order to find new routes. During this time, the routes become unstable, causing high packet loss rate and depreciation of backbone reliability. This work presents a proactive approach named Fast Emergency Paths Schema to help the OSPF routing protocol during the convergence period in order to reduce packet loss rate. The approach conducts calculations reusing the routing information base of the OSPF in order to generate these emergency paths, which are represented in the forwarding table as marks. These are then used to guide the packets to correctly bypass a failure. The approach is evaluated by using various artificial and real topologies, and a simulation is also implemented in order to analyze the packet loss rate reduction in relation to the original OSPF. The analysis yielded satisfactory results in terms of the extension of the recovery paths used and of the amount of extra information added to the forwarding table in relation to the concurrent approach.

Orientadores: Vivaldo Fernando da Costa, Igor Kopcak / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:02:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valle_DaniloBassetodo_M.pdf: 1084356 bytes, checksum: c124be31abdb8f91a939c17ac7f6d8b5 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho é avaliada a influência do controlador IPFC (Interline Power Flow Controller ) no desempenho de sistemas elétricos de potência quanto à estabilidade a pequenas perturbações. Foi utilizado um modelo de injeção de potência para inclusão do IPFC em programas de fluxo de carga, considerando a representação das fontes de tensão do dispositivo em coordenadas retangulares e incorporando as equações que representam sua dinâmica. As análises de regime permanente atestam a capacidade do IPFC de gerenciamento e controle dos fluxos de potências ativa e reativa em linhas de transmissão. Entretanto, o ajuste de potência constante do modo de controle pode diminuir a margem de estabilidade de tensão, por não permitir o aumento dos fluxos nas linhas controladas quando o carregamento do sistema cresce. As análises dinâmicas da estabilidade a pequenas perturbações foram realizadas com a inclusão do IPFC e de um POD (Power Oscillation Damping) no Modelo de Sensibilidade de Potência (MSP). Os resultados obtidos revelam que o IPFC possui um grande potencial para a manutenção da estabilidade de ângulo em sistemas de potência quando equipado com controladores POD. / Abstract: This work assess the impact of the IPFC (Interline Power Flow Controller) on the smallsignal stability performance of Power Systems. A power injection model is used to include the IPFC in a power flow routine. The modelling represents the IPFC source voltages in rectangular coordinates and incorporates its differential equations at steady-state. The power flow analysis shows the IPFC effectiveness for the management and control of active and reactive power flows of transmission lines. However, the constant power flow operation mode can decrease the voltage stability margin. The IPFC and a POD (Power Oscillation Damping) were included in the Power Sensitivity Model (PSM) to perform the small-signal stability analysis. Simulation results show that the IPFC with a POD can improve the angle stability of Power Systems. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Vivaldo Fernando da Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Domingues_AdrianaFavaro_D.pdf: 789245 bytes, checksum: 9ca2b124a01cd871aa7f4bbb4c63c57a (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho aborda o problema das oscilações eletromecânicas de baixa freqüência de modo interárea em sistemas de energia elétrica através de duas metodologias: primeiramente, através do método convencional da análise modal linear e, posteriormente, através da aplicação do método da forma normal dos campos vetoriais como ferramenta para viabilizar o acréscimo dos termos não lineares de segunda ordem resultantes da expansão em série de Taylor. Neste caso, o método da forma normal é aplicado a um Modelo de Sensibilidade de Potência com representação de segunda ordem, para investigar os efeitos das interações não lineares entre os modos naturais de oscilação de sistemas de energia elétrica. São consideradas, em ambas as análises, a inclusão de dispositivos FACTS e da modelagem dinâmica das cargas. As simulações são realizadas para um sistema simétrico de duas áreas e para o Sistema Equivalente Sul-Sudeste Brasileiro. A metodologia de análise proposta mostra-se bastante satisfatória como alternativa à simulação não linear no domínio do tempo e à análise modal convencional / Abstract: In this work, the analysis of power systems inter-area mode oscillations is performed by the application of two different methodologies: first, the linear modal analysis, and then the analysis including second order nonlinear terms from a Taylor series expansion, with the application of the method of normal forms of vector fields. In this case, the method of normal forms is applied to a Power Sensitivity Model including second order nonlinear terms, in order to investigate the effects of nonlinear interactions between system modes. Both methodologies consider the inclusion of FACTS devices and dynamic load model. Simulations are performed for a symmetric two-area test power system and for the Equivalent South-Southeast Brazilian system. The results obtained show that the methodology proposed is very effective as an alternative to linear modal analysis and timedomain simulation in the performance of inter-area mode oscillations analysis / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

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This thesis describes environmental data collection and transmission from the field to a server using Wi-Fi. Also discussed are components, radio wave propagation, received power calculations, and throughput tests. Measured receive power resulted close to calculated and simulated values. Throughput tests resulted satisfactory. The thesis provides detailed systematic procedures for Wi-Fi radio link setup and techniques to optimize the quality of a radio link.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-01-07T18:51:46Z No. of bitstreams: 1 camilearedesmoraes.pdf: 1914663 bytes, checksum: ecc2f4565f43beb2a29dc47c76ef0296 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-01-25T16:54:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 camilearedesmoraes.pdf: 1914663 bytes, checksum: ecc2f4565f43beb2a29dc47c76ef0296 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T16:54:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 camilearedesmoraes.pdf: 1914663 bytes, checksum: ecc2f4565f43beb2a29dc47c76ef0296 (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / O problema referente à expansão estática de sistemas de transmissão de energia elétrica consiste em determinar, entre um conjunto predefinido de circuitos candidatos à expansão, aqueles que devem ser construídos de forma a minimizar os custos de operação (déficit) e de investimentos no sistema de transmissão, suprindo a demanda prevista para um horizonte de planejamento. Este é um problema de otimização de difícil solução e que apresenta algumas particularidades, tais como: (i) região de solução não convexa, ou seja, com várias soluções factíveis, o que leva grande parte dos algoritmos a convergirem em direção de uma solução ótima local; (ii) a natureza combinatória do processo de planejamento que, normalmente, conduz ao fenômeno da explosão combinatória referente às alternativas de investimento, resultando em um elevado esforço computacional; (iii) a existência de sistemas elétricos não conexos (ilhados). Estas particularidades ilustram as principais dificuldades na elaboração de algoritmos rápidos, eficientes e robustos para a resolução do problema estático da expansão de sistemas de transmissão de energia elétrica. Diante do quadro descrito acima, o presente trabalho propõe uma estratégia de resolução baseada em duas etapas: (a) Inicialmente é feito uso de um algoritmo heurístico construtivo, a partir do qual se objetiva uma solução inicial factível para o problema; (b) Conhecida essa solução inicial, a mesma é repassada ao processo de otimização multimodal, sendo este baseado no fenômeno da ecolocalização. A ecolocalização é um método de otimização multimodal recente quando é comparado com os demais métodos multimodais bioinspirados, sendo a sua aplicação incipiente na área de sistemas elétricos de potência e, portanto, sua utilização uma motivação. Os resultados obtidos indicam que a estratégia de resolução proposta proporciona um aumento da eficiência do processo de otimização multimodal pela busca da otimalidade, uma vez que a solução ótima passa a ser obtida em um número menor de iterações do processo de busca bioinspirado. / The static transmission expansion planning of electrical systems problem consists in determining, among a pre-defined set of candidate expansion circuits, the ones that must be built to minimize the operational costs (deficit) and investment costs in the electrical networks thus meeting the forecast demand in a given planning horizon. This hard-solution optimization problem presents some particular characteristics, such as: (i) non-convex solution region, which means a large number of feasible solutions leading most of the algorithms, used in this situation, to converge to a local optimum; (ii) the combinatorial nature of the planning process which usually leads to the combinatorial explosion related to investment alternatives, resulting in a high computational effort; (iii) the existence of islanded electrical systems. These features illustrate the main difficulties in the development of fast, efficient and robust algorithms to solve the static planning of the transmission expansion of electrical systems. Considering this problem, this work proposes a two-step resolution strategy: (a)Initially, a constructive heuristic algorithm is used in order to obtain a feasible initial solution for the problem; (B) Since this initial solution is known, it is transferred to the multimodal optimization process, based on the echolocation phenomenon. The echolocation is a recent multimodal optimization method when compared with other bioinspired multimodal methods and its application on electric power systems is still incipient so, its utilization may be a motivation. The obtained results indicate that the proposed solution strategy provides increased efficiency for the multimodal optimization process by the search for optimality, since the optimal solution can be obtained in a small number of iterations of bioinspired search process.