Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-04T13:44:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolviementoSimuladorRedes.pdf: 3993762 bytes, checksum: d833db03c025ab4cf9cb2cc2e7498a7e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-10T17:41:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolviementoSimuladorRedes.pdf: 3993762 bytes, checksum: d833db03c025ab4cf9cb2cc2e7498a7e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-10T17:41:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolviementoSimuladorRedes.pdf: 3993762 bytes, checksum: d833db03c025ab4cf9cb2cc2e7498a7e (MD5) Previous issue date: 2016-08-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O setor elétrico brasileiro tem enfrentado grandes mudanças devido a modernização dos equipamentos elétricos, principalmente quando se refere aos consumidores residenciais. Isso tem proporcionado um aumento considerável do nível de distorção de harmônicos nas redes elétricas de distribuição, o que pode ser justificado pelo uso acentuado de equipamentos baseados na eletrônica de potência, na tentativa de torná-los cada vez mais eficientes e compactos. Portanto, torna-se necessário a realização de diagnóstico quanto aos níveis de distorções harmônicas em sistemas elétricos. O monitoramento por analisadores de energia é a melhor forma de obter os dados do sistema elétrico, entretanto a simulação computacional é uma eficiente ferramenta capaz de reproduzir os distúrbios e o comportamento da rede elétrica para diferentes modos de operação. Logo, este trabalho tem como objetivo apresentar um ambiente computacional que auxilie nos estudos de propagação de harmônicos nos sistemas elétricos. Para isso, utilizou-se o software ATP (Alternative Transient Program) para a modelagem do sistema elétrico, o comportamento harmônico de uma carga não linear é representado por valores eficazes de medidas de correntes harmônicas em função do tempo. As medidas foram obtidas por meio de analisares de qualidade da energia conectados em uma rede de distribuição da região norte do Brasil. Logo, para esse conjunto de medidas, foi realizado um conjunto de simulações, disponibilizando ao usuário valores de tensões harmônicas para todos os barramentos do sistema elétrico. Portanto, com o simulador de redes elétricas será possível realizar estudos de propagação de harmônicos em diversos sistemas elétricos, podendo auxiliar como uma ferramenta de planejamento estratégico quanto ao uso de medidas mitigadoras ou mesmo para o controle estratégico das distorções harmônicas, a partir das avaliações dos principais momentos críticos de distorções harmônicas em todos os pontos da rede elétrica. Para demonstrar a utilização, o sistema industrial de 13 barras foi utilizado como um sistema teste para as análises nesta dissertação. / The electricity sector in Brazil has faced many changes due to the modernization of electrical equipment, especially when it refers to residential consumers. This has provided a considerable increase in the level of harmonic distortion in the electric distribution networks, which can be explained by the large use of devices based on power electronics in an attempt to make them more efficient and compact. Therefore, it becomes necessary execute analysis of the levels of harmonic distortion in the power systems. Monitoring by power quality analyzer is the best way to collect data of the electrical system; however, the computer simulation is an efficient tool capable of reproducing the disturbances and behavior of the electric networks for different operating modes. Thus, this paper aims to present a computational environment that helps the harmonic propagation studies in electrical systems. For this, it was used the software ATP (Alternative Transient Program) for modeling the electrical system, the harmonic behavior of a nonlinear load is represented by effective values of harmonic currents in function of time. The measurements were obtained through power quality analysis of a distribution network in the North Region of Brazil. Thus, for this set of measures, a set of simulations was performed, providing for the users the values of harmonic voltages for all buses of the electrical system. Therefore, with the simulator of electrical networks it is possible perform harmonic propagation studies in several electrical systems, and it can work as a strategic planning tool for the use of mitigating measures or for the strategic control of harmonic distortion, from evaluations of most critical moments of harmonic distortion at all points of the network. To demonstrate its use, the industrial system of 13 bar was used as a test system for analysis in this dissertation.

Nas últimas décadas, o Brasil caracterizou-se por adotar um planejamento energético centralizado, com ênfase em empreendimentos hidrelétricos de grande porte, sintonizado ao atendimento de poucos centros urbanos econômicos-industriais. Com a restruturação do papel da União, em busca de uma função de regulação de mercado, abriram-se precedentes para modelos descentralizados de desenvolvimento e gestão, em especial, no âmbito da energia elétrica, em decorrência da reformulação do sistema de concessões. Objetivando pontuar aspectos relevantes a essa problemática, abordou-se a adequação de uma opção energética de geração, as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH), como fomentadora de um desenvolvimento descentralizado da matriz energética, pela viabilização do gerenciamento local municipalizado. Na concepção do estudo procurou-se manter um enfoque integrativo da questão, buscando a observação das características técnicas, legais, ambientais e econômicas relacionadas, ensejando compor uma ótica de planejamento descentralizado. O padrão do trabalho seguiu o processo de levantamento bibliográfico, identificação das particularidades relevantes ao tema, tratamento analítico das informações e a investigação multidisciplinar das perspectivas do planejamento integrado das PCH para o gerenciamento municipal da energia, culminando no estudo de caso da constituição do Departamento Municipal de Eletricidade de Poços de Caldas/MG, sua jornada histórica de conformação de rede local de PCH, seu posicionamento frente ao seu mercado e à empresa concessionária estadual e as perspectivas futuras da adoção desse modelo. As possibilidades e conveniências dessa perspectiva de planejamento energético no Brasil foram explicitadas, apresentando-se recomendações para o desenvolvimento de modelos particulares de gestão municipal de energia por PCH, em função das questões abordadas e da análise do caso adotado. / During the last few decades, Brazilian planning has been biased in centralized concerning, looking for large hydroelectric plants to supply its few huge industrialized urban centers. With the claiming of the public management decentralization trend, and, due to the Brazilian energy market emerging, we can afford new development models to the power system, taking advantage of the fresh legal grant reality. Stressing weighty aspects connected to this question, we looked to the Small Hydro Power generation option as a way to embody the decentralized energy planning, in a townish scope. To this study conception, we tried to adopt a integrative approach, analyzing technical matters, legal possibilities and convenience, environment affairs and related economics, forming a hole specific local planning point of view.

No mundo moderno a energia elétrica tem um papel fundamental; ela é a base do progresso e desenvolvimento mundial. O seu surgimento propiciou a melhora no saneamento, na saúde, no abastecimento de água e alimentos, na qualidade de vida e também fez surgir a sociedade capitalista e de consumo. A utilização do petróleo como fonte geradora de energia foi o impulso da revolução industrial e através dele foram desenvolvidos motores, geradores e máquinas que contribuíram para o progresso. Com isto veio também a emissão de gases (CO2, CO, SOX e NOX) e outras substâncias que agravaram o efeito estufa, o buraco na camada de ozônio e a chuva ácida alterando o equilíbrio do planeta. O desenvolvimento de outras formas de geração de energia provocou mudanças nos locais onde estas foram instaladas, impactando o meio ambiente. Este trabalho apresenta uma avaliação ambiental sobre as diferentes formas de geração de energia elétrica e os impactos ambientais pertinentes a cada uma delas. Inclui cinco formas de geração de energia elétrica: termelétrica, nuclear, hidrelétrica, eólica e solar. No tópico energia termelétrica apresenta-se a geologia do petróleo, a sua extração e beneficiamento. Mostra também a descoberta e o desenvolvimento da indústria petrolífera no mundo e no Brasil. Detalha o funcionamento de três tipos de centrais termelétricas: a carvão, a gás e a óleo. São relacionados os impactos ambientais comuns a elas e os característicos de cada tipo de usina. Assim como o decorrente da desativação de cada uma delas. É apresentado um pequeno histórico da energia nuclear, seu desenvolvimento no Brasil e no mundo, bem como o funcionamento de uma usina e os impactos causados durante a sua operação e seu descomissionamento. A história, o funcionamento e o avanço da energia hidrelétrica no Brasil, as grandes usinas e a sua relação com o meio ambiente, são mostrados juntamente com os impactos ambientais na sua implantação, operação e desativação. A energia eólica é mostrada desde a sua implantação e funcionamento até os impactos ambientais decorrentes do processo de geração de energia elétrica e da sua desativação. No caso da energia solar é apresentado o funcionamento dos painéis solares, a implantação da central e os impactos ambientais relacionados a utilização desta. Os impactos originados na sua desativação também são apresentados. Destacados os impactos ambientais para cada forma de geração de energia elétrica, estes são correlacionados e comparados pela área de implantação da usina, a capacidade de geração, a eficiência, a potência e o custo do kW. Não existe uma forma totalmente limpa de geração de energia elétrica. Existem, sim, formas que não emitem os gases responsáveis pelo efeito estufa. Assim, todas as formas de geração de energia são importantes para um país, ou seja, quanto mais diversificada for a matriz energética, melhor. / Electric energy has an important function in the modern world; it is fundamental for progress and development. The electricity discovery allowed improvements in several areas: health, water and food supply, quality of life and sanitary conditions, and contributed also to the establishment of the capitalist and consumption society. The use of oil as an energy generation source was the impulse for the industrial revolution and machines, motors and generators were developed contributing to the progress. This also brought the pollutant gases emission (CO2, CO, SOX and NOX) and other substances that had contributed to the greenhouse effect, the ozone hole and the acid rain, modifying the balance of the planet. The development and implementation of other forms of energy generation caused local changes, where they were installed, giving rise to environmental impacts. This work presents an evaluation about different forms of electrical energy generation and the environmental impacts relative to each one of them. Five forms of electric energy generation were considered: thermoelectric, nuclear, hydroelectric, wind and solar energy. The implementation and the development of the petroleum industry in the world and in Brazil are presented. The geology of the oil, its extraction and quality improvement, besides details of the functioning of three types of thermoelectric power plants - coal, gas and oil - are also discussed. The specific as well as the environmental impacts they have in common are highlighted. The impacts originated from the deactivation of each one of them are also pointed out. The discovery and the development of nuclear energy in Brazil and in the world as well as the functioning of a nuclear power plant, the impacts generated by its operation and decommissioning are presented. The history, functioning and development of hydroelectric energy generation in Brazil, characterized by the great plants, are related to environmental aspects The environmental impacts due to its implantation, operation and deactivation are also evinced. The wind power plant implantation and functioning and the environmental impacts involved in the process of electric energy generation and its deactivation are analyzed. The functioning of the solar panels, the implantation of the power plant and the environmental impacts related to the use of solar energy are discussed. The impacts resulting from the deactivation are also presented. Once outlined the environmental impacts from each form of electric energy generation, they were correlated and compared considering the area of the power plant implantation, the generation capacity, the efficiency, the power and the cost per kW. There is no totally clean form of electric energy generation. There is, however, generation without emission of gases responsible for the green house effect. Therefore, all forms of energy generation are important for a country; in other words, the best situation is the diversity of the energy matrix.

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Edgar Manuel Carreño Franco / Banca: Carlos Alberto Castro Júnior / Resumo: Dentre as profundas mudanças que os sistemas de distribuição de energia elétrica vêm experimentando nas últimas décadas, a crescente penetração da Geração Distribuída (GD) representa ainda uma série de desafios técnicos para as redes de distribuição tradicionalmente concebidas. Essa tendência na alteração do paradigma de concepção, planejamento e operação das redes de distribuição de energia elétrica tem suscitado a necessidade de inovação nas metodologias e ferramentas computacionais de análise. Assim, este trabalho procura investigar as potencialidades das meta-heurísticas de otimização multiobjetivo (OM) como ferramenta para a análise de impacto da penetração da GD nas redes de distribuição de média tensão. Esse esforço pode ser dividido em duas etapas: a primeira concentrada sobre as técnicas de solução de modelos de OM e a segunda dirigida para o estudo do impacto causado pela GD em aspectos técnicos da rede de distribuição, como nível de tensão, curto-circuito e capacidade, considerando-se o problema de planejamento da expansão das redes de distribuição. Quanto ao estudo das técnicas de OM, fez-se um conjunto de investigações sobre os conceitos de otimização multiobjetivo, os principais métodos baseados em meta-heurísticas e na aplicação de OM a problemas de sistemas de potência, especialmente os relacionados à inserção da GD nas redes de distribuição. Foram implementados os métodos Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II), baseado em Algoritmos Genéticos, e Busca Tabu multiobjetivo (BTMO). Finalmente, desenvolveu-se no âmbito desta tese o algoritmo Multi- objective Evolutionary Particle Swarm Optimization (MEPSO) com o objetivo de explorar os ganhos de desempenho verificados com a meta-heurística híbrida... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Distributed Generation (DG) plays an important role in the profound changes that distribution power systems are facing in the last decades. The impacts caused by high DG penetration are still a challenge for traditional distribution networks. Then, there is a need for innovation and development of computational tools for system analysis considering the new trends for designing, planning and operating distribution networks. This work investigates the potential of meta-heuristics for multi-objective optimization (MO) to evaluate the impact of the penetration of DG in medium voltage distribution networks. The research may be divided in two parts: firstly, the study is focused on the techniques for solving MO problems and the second part aimed to evaluate the impact of DG on technical aspects of the distribution network, such as voltage levels, short-circuit and current capacity, considering the problem of expansion planning of the distribution network. Regarding the study of the techniques of MO, the concepts of multi-objective optimization was investigated as well as the main meta- heuristic based methods and the application of the MO to power systems problems, especially those related to the integration of DG in distribution. Two methods were implemented: the Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II), based on Genetic Algorithms and a multi-objective Tabu Search (MOTS). Finally, the algorithm of a Multi-objective Evolutionary Particle Swarm Optimization (MEPSO) was developed within this thesis in order to exploit the performance gains observed with the hybrid meta-heuristic Evolutionary Particle Swarm Optimization (EPSO) in single-objective optimization problems. Concerning the study of the impact of DG, a methodology for analysis of the Pareto front was proposed which allows, in addition to obtaining... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Ruben Augusto Romero Lazaro / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Eduardo Nobuhiro Asada / Banca: Roberto Cayetano Lotero / Resumo: Neste trabalho é apresentado um modelo estocástico linear inteiro misto para o problema de planejamento da expansão da rede de transmissão multiestágio considerando restrições de segurança N −1 (PERTMRS) a longo prazo. Considerando uma amostragem de cenários para a demanda e geração (com uma probabilidade para cada cenário) é possível transformar o modelo estocástico proposto num equivalente determinístico linear inteiro misto (LIM). O uso de um modelo LIM garante a convergência para a solução ótima do PERTMRS usando métodos de otimização clássica existentes. O critério de segurança N −1 indica que o sistema de transmissão deve ser expandido de tal forma que, com a saída de operação de uma linha existente ou candidata (em um conjunto pré-definido de contingências) do sistema, o mesmo ainda deve operar adequadamente. O modelo foi implementado usando a linguagem de modelagem algébrico AMPL e solucionado usando o solver comercial CPLEX. Os sistemas de testes: Garver de 6 barras e IEEE de 24 barras; e os sistemas reais: Colombiano de 93 barras e o Boliviano de 57 barras foram usados para avaliar o modelo proposto. Para os sistemas de grande porte uma estrategia de redução do espaço de busca combinatório do problema é apresentado para facilitar a implementação do modelo. / Abstract: In this work we present a mixed integer linear stochastic model for the long term multistage transmission expansion planning problem considering N −1 security constraints (PERTMRS). Considering a sampling for each demand and generation scenario (with a predefined probability for each scenario), the proposed stochastic model can be transformed to a deterministic mixed integer linear programming problem (LIM). The use o LIM model gurantess the convergence to the optimum solution of the PERTMRS if a classical optimization techniques is employed. The N −1 safety criterion indicates that the transmission system must be expanded such that, with an outage of an existing or candidate line (from a predefined set of contingencies, the system should still operate properly. The model was implemented using the algebraic modeling language AMPL and solved using the commercial solver CPLEX. The 6-bus Garver and the IEEE-24 buses test systems and the real 93-bus Colombian and 57-bus Bolivian systems were used to evaluate the proposed model. For large systems a strategy to reduce the combinatorial search space of the problem is presented to facilitate implementation of the model. / Doutor

Orientador: Dionizio Paschoareli Júnior / Banca: Júlio Borges de Souza / Banca: Marcelo Gradella Villalva / Resumo: Esta pesquisa tem como objetivo principal apresentar uma alternativa aos circuitos de iluminação pública convencionais, através de Microssistemas Isolados de Geração e Distribuição de Energia Elétrica (MIGDI), alimentados em corrente contínua, por meio de painéis fotovoltaicos. O circuito proposto é radial e conformado por vinte nós, que compõem um circuito de iluminação de um loteamento urbano composto de 293 nós no total. Para a alocação da geração distribuída (GD), foi solucionado um problema de Programação Quadrático Inteiro Misto (PQIM), através da linguagem de modelagem algébrica AMPL (Modeling Language for Mathematical Programming), utilizando o solver CPLEX, que faz uso do algoritmo de otimização clássica Branch and Bound (B&B). É feita uma análise comparativa considerando aspectos técnicos, construtivos, ambientais e econômicos, considerando o investimento inicial para o circuito proposto para a conexão com lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão (VSAP) de 70 W e 220 Vca, normalmente usadas em iluminação pública, e a tecnologia LED (Light - Emitting Diode) de 30 W de alto brilho de 12 e 24 Vcc. É estimado um tempo de retorno (payback) para um horizonte de vinte cinco anos (vida útil dos painéis solares fotovoltaicos), para determinar o ganho e economia obtida com a troca de lâmpada VSAP por LED no circuito proposto / Abstract: This research presents an alternative to conventional street lighting circuits through a Microsystem Isolated Generation and Distribution of Electric Power (MIGDI) fed by direct current through photovoltaic panels. The proposed radial circuit is formed of 20 points of lighting, which comprises a subdivision of an urban lighting circuit composed of 293 nodes in total. For the allocation of distributed generation (DG), a Mixed Integer Quadratic Programming (PQIM) was solved using algebraic modeling language AMPL ( Modeling Language for Mathematical Programming ) in the CPLEX solver, which uses optimization algorithm classical Branch and Bound ( B & B ). A comparative analysis, considering technical, constructive, environmental and economic aspects is made, from an initial investment, comparing vapor lamps high pressure sodium ( HPS ) of 70 W, 220 Vac, normally used in public lighting, and LED ( Light - Emitting Diode) technology 30W high brightness, 12 and 24 Vdc . Time of return ( payback ) for a horizon of twenty five years ( lifetime of photovoltaic solar panels) is estimated to determine the savings from the replacement of HPS lamp by LED technology in the proposed circuit / Mestre

Devido à necessidade de se desenvolver um líquido isolante renovável em alternativa ao uso de óleo mineral em transformadores, a comunidade cientifica e empresas do segmento de energia buscam desenvolver óleos vegetais para essa aplicação. Sendo que, atualmente os óleos vegetais utilizados de forma comercial em transformadores possuem base vegetal que competem com a indústria alimentícia. Dessa forma o presente trabalho tem como objetivo verificar a possibilidade do óleo de tungue ser utilizado em transformadores de distribuição, face sua alta capacidade produtiva e o mesmo não competir com a alimentação humana. Para isso, foi utilizado como referência, as características físico-químicas da norma NBR 15422 – Óleo vegetal isolante para equipamentos elétricos, que é a norma responsável para uso também em transformadores. Visando reduzir a acidez do óleo de tungue para níveis normatizados, foi realizado processo de adsorção dos componentes polares através de Terra Fuller. O tratamento com Terra Fuller se mostrou ineficaz para o óleo de Tungue bruto, sendo assim, foi realizado um processo industrializado para refino do óleo para reduzir sua acidez. Para verificação das características do óleo de Tungue, foi construído um protótipo de transformador e realizado os ensaios dielétricos de rotina conforme norma NBR 5356, sendo que não foram detectadas falhas elétricas e ainda, foram obtidos níveis de resistência de isolamento próximos aos obtidos em transformadores que utilizam óleos isolantes mineral e vegetal comercializados para equipamentos elétricos. / Due to the need to develop a renewable insulating liquid alternative to mineral oil used in transformers, the scientific community and energy sector companies look for to develop vegetable oils for this application. Whereas, now the vegetable oils used in transformers in a commercial way have vegetable based competing with human food. Thus, the present work aims to verify the possibility of tung oil be used in distribution transformers, given its high production capacity and it does not compete with human food. For this, was used as a reference, the physicochemical characteristics of the NBR 15422 - vegetable insulating oil for electrical equipment, which is the standard responsible for use also in transformers. Aiming to reduce the acidity of tung oil at standardized levels was performed adsorption process of polar components through Fuller Earth. Treatment with Fuller Earth was ineffective for raw tung oil, therefore, an industrial process for oil refining was carried out to reduce its acidity. For verification of tung oil characteristics, a transformer prototype has been built and performed routine dielectric tests according to NBR 5356, with electrical faults were not detected and also were obtained resistance of isolation levels close to those obtained in transformers use vegetable and mineral insulating oils marketed for electrical equipments.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-23Bitstream added on 2014-06-13T20:40:36Z : No. of bitstreams: 1 maciel_rs_dr_ilha.pdf: 1550413 bytes, checksum: b3a03ef6d2f87573564a7049ed54dd9a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Dentre as profundas mudanças que os sistemas de distribuição de energia elétrica vêm experimentando nas últimas décadas, a crescente penetração da Geração Distribuída (GD) representa ainda uma série de desafios técnicos para as redes de distribuição tradicionalmente concebidas. Essa tendência na alteração do paradigma de concepção, planejamento e operação das redes de distribuição de energia elétrica tem suscitado a necessidade de inovação nas metodologias e ferramentas computacionais de análise. Assim, este trabalho procura investigar as potencialidades das meta-heurísticas de otimização multiobjetivo (OM) como ferramenta para a análise de impacto da penetração da GD nas redes de distribuição de média tensão. Esse esforço pode ser dividido em duas etapas: a primeira concentrada sobre as técnicas de solução de modelos de OM e a segunda dirigida para o estudo do impacto causado pela GD em aspectos técnicos da rede de distribuição, como nível de tensão, curto-circuito e capacidade, considerando-se o problema de planejamento da expansão das redes de distribuição. Quanto ao estudo das técnicas de OM, fez-se um conjunto de investigações sobre os conceitos de otimização multiobjetivo, os principais métodos baseados em meta-heurísticas e na aplicação de OM a problemas de sistemas de potência, especialmente os relacionados à inserção da GD nas redes de distribuição. Foram implementados os métodos Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II), baseado em Algoritmos Genéticos, e Busca Tabu multiobjetivo (BTMO). Finalmente, desenvolveu-se no âmbito desta tese o algoritmo Multi- objective Evolutionary Particle Swarm Optimization (MEPSO) com o objetivo de explorar os ganhos de desempenho verificados com a meta-heurística híbrida... / The Distributed Generation (DG) plays an important role in the profound changes that distribution power systems are facing in the last decades. The impacts caused by high DG penetration are still a challenge for traditional distribution networks. Then, there is a need for innovation and development of computational tools for system analysis considering the new trends for designing, planning and operating distribution networks. This work investigates the potential of meta-heuristics for multi-objective optimization (MO) to evaluate the impact of the penetration of DG in medium voltage distribution networks. The research may be divided in two parts: firstly, the study is focused on the techniques for solving MO problems and the second part aimed to evaluate the impact of DG on technical aspects of the distribution network, such as voltage levels, short-circuit and current capacity, considering the problem of expansion planning of the distribution network. Regarding the study of the techniques of MO, the concepts of multi-objective optimization was investigated as well as the main meta- heuristic based methods and the application of the MO to power systems problems, especially those related to the integration of DG in distribution. Two methods were implemented: the Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II), based on Genetic Algorithms and a multi-objective Tabu Search (MOTS). Finally, the algorithm of a Multi-objective Evolutionary Particle Swarm Optimization (MEPSO) was developed within this thesis in order to exploit the performance gains observed with the hybrid meta-heuristic Evolutionary Particle Swarm Optimization (EPSO) in single-objective optimization problems. Concerning the study of the impact of DG, a methodology for analysis of the Pareto front was proposed which allows, in addition to obtaining... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-20Bitstream added on 2014-06-13T20:21:17Z : No. of bitstreams: 1 cossi_am_dr_ilha.pdf: 1798466 bytes, checksum: 3b0c96085dcf5e4f3e999327f4a5b0f4 (MD5) / Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) / Neste trabalho apresentam-se os conceitos teóricos, modelos matemáticos, técnicas de solução e resultados de pesquisas desenvolvidas envolvendo o planejamento de redes de distribuição de energia elétrica de MT e planejamento e projeto de circuitos secundários de BT. O problema de planejamento de redes de MT e planejamento e projetos de circuitos de BT, é abordado através de uma modelagem completa e as propostas de solução são através de “meta heurísticas” mono e multi-objetivos. As restrições consideradas nestes modelos referem-se à radialidade dos sistemas planejados, suprimento da demanda nas barras de consumo em cada estágio do programa de planejamento, limites máximos de queda de tensão permitidos nos alimentadores restrições físicas de operação de equipamentos, condutores e restrições de natureza financeira. O modelo de planejamento de redes de MT é abordado como um problema de programação não linear inteiro misto (PNLIM) multi-objetivo. Os objetivos referem-se aos custos de investimentos e de confiabilidade da rede. Para solução do problema utiliza-se um algoritmo Tabu Search (TS) reativo em que os múltiplos objetivos são considerados através dos conceitos de fronteira ótima de Pareto. Para avaliar as propostas de soluções é utilizado como ferramenta auxiliar um algoritmo de fluxo de potência monofásico. No modelo que trata do problema de planejamento e projetos de circuitos secundários, são considerados tanto ações de planejamentos como de projetos. Para tal é proposta uma metodologia em três etapas seqüenciais: a primeira refere-se ao balanceamento de cargas nas fases abc do circuito, a segunda à localização (Geralmente no centro de cargas), capacidade e quantidade de transformadores abaixadores na rede e a terceira define as rotas e o tipo de cabo dos alimentadores secundários. O modelo é formulado como um problema... / This work presents the theory, the mathematical model, the solution techniques and the results of the developed research dealing with MV (medium voltage) electrical energy distribution network planning and the secondary circuit project of LV (low voltage). The problem of planning MV networks and planning and project LV circuits is approached by a complete modeling and the solution proposals are effectuated by mono and multi objective meta heuristics. The restrictions considered in these models are referred to the radial form of the planned systems, demand supplying on the busses in each stage of the planning program, maximum limits of voltage drops allowed on the feeders, physical restrictions of operation on the equipments and financial restrictions. The planning model of MV network is approached as a multi objective nonlinear integer mist programming problem (NLIMPP). The objectives are referred to the investment costs, and reliability costs. To solve the problem a reactive Tabu Search (TS) algorithm is used where the multiple objectives are considered by the optimal frontier Pareto concept. To evaluate the solution proposals a monophasic power flow algorithm is used as an auxiliary tool. The secondary circuit planning and project models consider as much as planning and project actions. For this a three stage methodology is proposed: the first is referred to load balancing on abc phases of the circuit; the second to the location (generally on the load center) capacity and quantity of lower transformers on the network, and the third defines the directions and the type of the secondary feeders. The model is formulated as a nonlinear integer mist programming problem (NLIMPP), and for the solution is proposed a TS algorithm. To evaluate the solution proposals a three phase power flow with four conductors (three phases and one neutral) is used as an auxiliary algorithm. The integrated... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Paulo José Amaral Serni / Banca: Flávio Alessandro Serrão Gonçalves / Banca: José Antenor Pomílio / Resumo: Esta dissertação apresenta o projeto, simulação e ensaio dos protótipos da etapa de saída de uma Fonte de Alimentação Ininterrupta (UPS - Uninterruptible Power Supply) monofásica de tensão igual a 127V e trifásica com tensões 220/127V a 4 fios, ambas de frequência 60Hz e potência nominal igual a 1kVA para uso em operação ilhada. validação da metodologia de projeto foi realizada primeiramente em simulação, e depois, experimentalmente utilizando-se diferentes tipos de cargas tipicamente encontradas em instalações elétricas e diferentes tipos de controladores clássicos: PI (Controlador Proporcional Integral), Ressonante e composição dos dois. Os ensaios experimentais consistiram em duas etapas, regime e transitório, na primeira sendo avaliado o comportamento estático do conversor com parâmetros como valor eficaz (RMS - Root Mean Square) e a Distorção Harmônica Total (THD - Total Harmonic Ditortion) da tensão de saída e, na segunda, o comportamento frente à entrada e saída de cargas, evidenciando a estabilidade do controle. Nas duas etapas foram aplicados procedimentos normatizados de ensaios e os resultados foram comparados com os requisitos das normas aplicáveis a esse tipo de conversor. Como dispositivo de controle utilizou-se um Processador Digital de Sinais (DSP - Digital Signal Processing) de ponto fixo, responsável pelo cálculo do algoritmo de controle e leitura dos sinais de tensões e correntes do inversor; sendo avaliada sua capacidade de processamento frente à manutenção da qualidade e da frequencia do sinal de saída. O projeto aponta a necessidade do controle multimalhas, ou seja, controle da tensão mais corrente, devido à instabilidade criada em sua função de transferência ao alimentar as cargas não resistivas. Também é mostrada, em simulação, a possibilidade de trabalho da interface de potência do protótipo em outros propósitos: Retificar com Alto Fator de Potência (para recarga... / Abstract: This dissertation presents the design, simulation and testing of the prototype os the stage of output of a UPS (Uninterruptible Power Supply) single-phase with voltage equal to 127V and three-phase with voltage equal to 127V and three-phase with voltage equal to 220/127V four-wired, both with 60Hz and nominal power of 1kVA to use in inslanded mode. The validation of the methodology of the project was realized first in simulation, and subsequently, experimentally using different kinds different kinds of loads typically found in electrical installations and, different kinds of classical controllers: PI (Proportional Integrative Controller), Resonant and composition of both. The testing has consisted of 2 stages: steady state and transitory state, in the first stage, it has been measured the RMS (Root Mean Square) value and THD (Total Harmonic Distortion) of the voltage of the output and, in the second stage, the behavior in relation to the loads step in and step out, highlighting the stability of the control. The standardized procedures of the test have been applied in the two stage and the results were compared to the requirements of the applicable standards to this kind of power converter. It has been used a fixed point DSP (Digital Signal Processing) as a device of control, which was responsible for the calculation of the control algorithm and for the signal sampling of voltages and currents of the inverter; being measured its processing capacity in relation to the conservation of power quality and the signal frequency of output. The project has indicated the necessary of the multi-loop control, i.e, voltage plus current controller, due to the instability generated in its transfer function when supplying non-resistive loads. It has been also demonstrated in simulation, the possibility of the power interface works in others functionalities: Rectifier with Power Factor Correction (to battery recharge), Current Source Inverter... / Mestre