Orientador: Christiano Lyra Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:30:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_Roberto_D.pdf: 1200823 bytes, checksum: 4f1e630d6b0131b9c106065cc48f3ee4 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Andre Luiz Morelato França, Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:09:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salles_MauricioBarbosadeCamargo_M.pdf: 997736 bytes, checksum: 357e053882da7cccdc236b2e9b943707 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O objetivo desta dissertação de mestrado é determinar o desempenho dinâmico de diferentes tecnologias empregadas em sistemas de geração eólica conectados em redes de distribuição de energia elétrica durante perturbações na velocidade do vento e contingências elétricas. As tecnologias de geração eólica investigadas são (a) gerador de indução com compensação via banco fixo de capacitores; (b) gerador de indução com compensação via SVC (Static Var Compensator) ou DSTATCOM (Distribution Static Synchronous Compensator); (c) gerador de indução com controle eletrônico da resistência do rotor e (d) gerador de indução com dupla alimentação. O uso conjunto dessas tecnologias com o controle do ângulo de passo das hélices da turbina eólica também é pesquisado. Em relação aos tipos de perturbações eólicas, analisa-se o desempenho desses geradores do ponto de vista eletro-energético durante variações lineares na velocidade do vento e durante rajadas de vento. Ao passo que as perturbações elétricas analisadas são curtos-circuitos trifásicos, com o intuito de verificar a estabilidade de tensão da rede frente a grandes perturbações, e aumento gradual do carregamento do sistema, com o intuito de verificar a estabilidade de tensão da rede frente a pequenas perturbações. Diferentes sinais de entrada para os diversos controladores eletrônicos e mecânicos são investigados. De forma geral, controladores objetivando manter constante potência elétrica gerada, velocidade do rotor, tensão terminal ou uma combinação desses sinais são testados / Abstract: The objective of this dissertation is to determine the dynamic performance of different wind power generation technologies connected to distribution networks during wind and electrical perturbations. The technologies analyzed are (a) induction generator with capacitor-based compensation, (b) induction generator with SVC (Static Var Compensator) or DSTATCOM (Distribution Static Synchronous Compensator)-based compensation, (c) induction generator with electronically controlled rotor resistance and (d) double-fed induction generator. These technologies combined with blade pitch controllers are tested. The wind perturbations analyzed are linear variation of the wind speed and wind gusts. The electrical perturbations investigated are three-phase short-circuit, in order to determine the network large-disturbance voltage stability, and gradual increase in the system loading, in order to check the network small-disturbance voltage stability. Different input signals to the controllers are studied. Controllers projected to keep constant electrical power, rotor speed, terminal voltage or a combination of these signal are investigated. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ruben Augusto Romero Lazaro, Andre Luiz Morelato França / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:23:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_SergioAzevedode_D.pdf: 11876459 bytes, checksum: 5fe45b6ab623e895fe15f36e44d5bd24 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidas diversas metaheuristicas combinatorias para a resolução do problema do planejamento da expansão da transmissão dos sistemas de energia eletrica analisado do ponto de vista estatico e a longo prazo, dentre as quais uma versão paralela da metodologia ¿simulated annealing¿ e diversas versões paralelas de algoritmos geneticos; alem de um time assincrono cujos agentes são variantes destas metaheuristicas. Todas estas versões são inicializadas por um time assincrono de algoritmos heuristicos construtivos e executadas em um ambiente de processamento distribuido composto por uma rede heterogenea de estações SUN, sistema operacional SunOS, com biblioteca para processamento paralelo PVM. Foram feitos diversos testes para os sistemas: Garver (6 barras/15 ramos), Sul brasileiro (46 barras/79 ramos), Norte-Nordeste brasileiro (87 barras/179 ramos) e sistema colombiano (93 barras/155 ramos), e os resultados comprovam a eficacia das metodologias propostas quando comparados com os resultados das versões seriais de cada metaheuristica isoladamente, bem como mostram uma redução significativa nos tempos de processamento / Abstract: In this work, several combinatorial metaheuristics are developed for solving the transmission expansion planning problem of electric power systems that is analysed considering the static and long-term approach, e.g. a parallel version of the simulated annealing methodology and several parallel versions of a genetic algorithms, besides an asynchronous team which agents are variants of these metaheuristics. All of these versions are initialized by an asynchronous team of constructive heuristic algorithms, executed in a distributed processing environment, composed of a heterogeneous network of SUN workstations, SunOS, with PVM parallel processing library. Several tests are effectuated for the systems: Garver (6 busses/15 branches); brazilian South (46 busses/79 branches), brazilian North/Northeast (87 busses/179 branches) and the colombian system (93 busses/155 branches). The results show the efficiency of the proposed methodologies when compared to the serial versions of each metaheuristic isolatedely, as well as a significative reduction on the processing times / Doutorado / Engenharia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Takaaki Ohishi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AgurtoLescano_GerardoMiguel_M.pdf: 1470418 bytes, checksum: 9e91c402a202ef678405ff9d6a8c5291 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Na última década, efetuou-se uma reorganização nos mercados elétricos em nível mundial, com importantes mudanças na sua estrutura, com disposição de aumentar a eficiência, qualidade e competitividade nos mesmos e com o objetivo final de beneficiar aos usuários ou consumidores. As características particulares desta indústria (impossibilidade de armazenamento da eletricidade e o conseguinte balanço que deve haver entre oferta e demanda, em todo momento, ou a existência de energia e potência ativa e reativa) dão ao Mercado elétrico uma estrutura muito especial. Neste trabalho se faz um estudo dos chamados Serviços Ancilares, necessários para assegurar a confiabilidade na operação do Sistema. Concretamente, escolheram-se para esta investigação 03 Sistemas elétricos diferentes: do Reino Unido, os Países Nórdicos (Noruega e Suécia) e o estado da Califórnia (EE. UU). Para cada um dos países estudados, analisam-se tanto os aspectos técnicos como econômicos relacionados com a produção, entrega, provisão, comercialização e remuneração dos Serviços Ancilares e intentar tirar conclusões úteis acerca das vantagens que apresenta cada estrutura. Finalmente, propõe-se uma forma de implementar um modelo de despacho centralizado e um modelo baseado leilão para a provisão dos Serviços Ancilares de Reserva Operativa. Em base às análises realizadas, implementou-se um algoritmo em Matlab para a resolução de um fluxo de potência ótimo linear, com o objetivo de minimizar os custos de tais serviços, sujeita às restrições do sistema. Além disso, sugerem-se soluções às necessidades atuais do dito Sistema e se destacam algumas conclusões úteis, que permitam guiar futuras investigações, na linha de determinar a melhor forma de implementação dos Serviços Ancilares necessários para assegurar a confiabilidade na operação do Sistema e obter uma provisão eficiente dos mesmos / Abstract: Over the last decade there has been a worldwide reorganization of the power markets, with important changes in their structures, with attempts to improve their efficiency, quality and competitiveness aiming the benefit of users or consumers. The particular characteristics of this industry (impossibility of energy storage and the consequent need for a balance between demand and supply, or the existence of active and reactive power energy) provide the electric market with a very special structure. In this Thesis, a systematic study of the calls the Ancillary Services is implemented in order to assure the security in the system operation. Three different electric systems were chosen for investigation: the United Kingdom, Nordic countries (Norway and Sweden), Spain, and the state of California (U.S). For each country studied, it was analyzed the technical aspects as well as the economic issues related to the production, delivery, provision, commercialization and charging of the Ancillary Services, trying to draw useful conclusions about the advantages that each structure presents. Finally, it is proposed an implementation model of centralized dispatch and a auction-based market model of Operative Reserve. Based on the analyses carried out, a MatLab algorithm was implemented for the solution of the optimum linear power flow, aiming the minimization of charging of these services, subject to the system constraints. Furthermore, solutions to the current need of the referred system were suggested, and some useful conclusions were drawn, allowing the guidance of future investigations toward the determination of the best way to implement the Ancillary Services in order to assure the security in the system operation and its efficiency / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Christiano Lyra Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T13:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tao_WelfaneKemil_M.pdf: 5537070 bytes, checksum: daa47ae9abdc3c330e9d2f1c0deea02e (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Esse trabalho trata o problema da minimização das perdas em sistemas de distribuição de energia elétrica. Considerando a restrição da operação radial da rede de distribuição, o problema pode ser formulado como uma generalização da árvore recobridora de custo mínimo. A solução de mínimas perdas é obtida em duas etapas. A restrição de radialidade é relaxada na primeira etapa, obtendo-se uma solução otimista para o problema. Na segunda etapa, utiliza-se uma estratégia de busca para encontrar a solução ótima global factível do problema, guiada pelas informações da solução otimista. A solução otimista é obtida através de técnicas de otimização de fluxos não lineares em redes. A estratégia de busca usa procedimentos da área de inteligência artificial. Técnicas de processamento paralelo auxiliam a obtenção mais rápida da solução ótima / Abstract: This thesis addresses the problem of loss minimization for electric energy distribution system. As distribution networks operates radially, the problem can be formulated as a generalization of minimum spanning tree problem. The minimum loss solution is obtained in two steps. The constraint of radial operation is relaxes in the first step, leading to an optimistic solution. Information from optimistic solution is used to guide search strategies for obtain the optimal feasible solution. Non-linear network flow methods are adopted to find the optimistic solution. The search strategies is based on concepts from the field of artificial intelligence. Parallel processing speeds the search of optimal solution / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Christiano Lyra Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T19:24:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_MarcosFabioNobregada_M.pdf: 5953099 bytes, checksum: 8ffa825d7b121106adf6cb5400d1ac28 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho adota uma abordagem de computação evolutiva para encontrarmos a configuração de mínimas perdas de uma rede de distribuição de energia elétrica radial. O principal elemento da busca é um Algoritmo Genético, meta-heurística que imita os processos evolutivos naturais. A partir de população de indivíduos gerada aleatoriamente, a adequação média das gerações subseqüentes de indivíduos é melhorada através de mecanismos de Seleção, Cruzamento e Mutação. Uma importante característica dos Algoritmos Genéticos é a forte atração para ótimos locais com a perda da diversidade. Para escapar destas soluções, foram implementadas estratégia de diversificação inspiradas em Busca Tabu e Cruzamentos Baseados em Comportamento. A incorporação de busca local heurística explora conhecimento específico sobre o problema, sendo utilizada juntamente com procedimento de diversificação para preservação de níveis mínimos de diversidade. Resultados sobre redes reais de médio e grande porte são apresentados / Abstract: The present work adopts an evolutionary computation approach to reach the minimum loss configuration of a radial power distribution network. The main element of the search is a Genetic Algorithm, meta-heuristic that imitates the natural evolutive process. Starting with a random-generated population, the mean fitness of successive generations is increased through Selection, Crossover and Mutation mechanisms. One important feature of Genetic Algorithms is the strong attraction to local optimal solutions. To escape from these solutions, we implemented a diversification strategy inspired in Tabu Search and Behavior-Based Crossovers. The incorporation of heuristic local search, that explores specific knowledge of the problem domain, is added to the diversification procedure to preserve a minimum level of diversity. Results for real, medium, and large distribution networks are discussed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sigmar Maurer Deckmann / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T00:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marafao_FernandoPinhabel_M.pdf: 4879723 bytes, checksum: d5a15dcd058b323693761e41d6bb0191 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Os recentes trabalhos envolvendo Teorias de Potências Instantâneas têm sido amplamente utilizados na elaboração de técnicas de análise de distúrbios elétricos e controle de dispositivos de condicionamento de energia. Tais teorias têm se mostrado bastante eficazes, particularmente no caso trifásico, no entanto restam algumas dúvidas ou discussões que ainda necessitam de estudos para que soluções definitivas sejam encontradas para casos gerais.O principal objetivo deste trabalho é apresentar duas decomposições de sinais temporais, as quais levam a uma alternativa interessante para o estudo das grandezas elétricas, de forma que permitem a identificação de várias parcelas distintas de tensão, corrente e potência, associando cada uma ao fenômeno físico responsável por sua origem. Espera-se portanto, que as decomposições e a metodologia de cálculo das componentes de potência instantânea apresentadas neste trabalho contribuam para que se encontre uma Teoria de Potências o mais geral e didática possível. Sobre as decomposições, uma permite encontrar a mínima corrente necessária para suprir a potência útil requerida pelas cargas do sistema elétrico, e pode ser aplicada a qualquer tipo de sinal temporal, independentemente de periodicidade, forma de onda, simetria ou número de variáveis. A outra por sua vez, permite separar as parcelas de tensão, corrente e potência de freqüências fundamentais, dos sinais responsáveis por distorção na forma de onda destas grandezas, o qual denominou-se resíduo dos sinais.N o âmbito de qualidade de energia, assunto de extrema importância na recente reformulação do setor elétrico mundial, acredita-se que as definições e discussões tratadas ao longo deste trabalho, possam auxiliar em diversas aplicações para manutenção e monitoração da qualidade da energia elétrica / Abstract: Instantaneous Power Theories have been widely exploited for electrical disturbance analysis and control applied to power conditioning equipment. These theories have shown to be very promising, particularly in the three-phase case, however several questions still require more researches to find definitive solutions in general cases.The main objective of this work is to present two time signal decomposition techniques, which consti-tute an interesting alternative to study electrical signals, allowing to identify voltage, current, and power components, associating each one with the corresponding physical phenomenon responsible for it. The signal decompositions and calculation methodologies presented in this work are intended to contribute for a more comprehensive Power Theory.About the two decompositions, the first one allows to find the minimum current needed to supply the active power required from electrical system loads, and it can be applied to any time function, independently of period, waveform, symmetry, or variables number. The second one allows splitting voltages, currents and power signals into fundamental waves and signals with harmonic and inter-harmonic frequencies. This last part is responsible for waveform distortions of the signals and it was named residual signal.Concerning power quality, a subject of extreme interest in the recent reformulation of worldwide electrical utilities, the definitions and discussion presented in this work are expected to be useful for several applications in order to maintain and monitor the electric power quality / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

This work investigates the relationship among the magnetic volume, switching frequency and input current ripple of a single-phase, 1kW boost based PFC converter with universal input voltage range, complying with the international standards IEC 61000-3-2 and CISPR 22. Such topology is frequently applicable in Telecom power supplies modules, as a part of a Distributed Power System (DPS). The investigation is carried out employing an appropriate magnetic arrangement for the specific case, which has been chosen through an extended bibliographic review, where features such as costs, losses, flux density capability and conducted noise propagation has been considered. The review leads to magnetic arrangement composed by a toroidal core shape, based in the Sendust type powder material which is wounded by a single layer coil. All the limiting factors for the elevation of the switching frequency and input current ripple were identified, modeled and considered to the elaboration of an algorithm that is able to estimate an operation point that minimize the magnetic volume of the PFC converter. Furthermore, all the models used in the analysis are well established in the literature, either in the theoretical development as in the experimental results. / Esse trabalho investiga a relação de dependência que existe entre o volume de magnéticos, a freqüência de comutação e a máxima ondulação de corrente em um conversor PFC de 1kW baseado na estrutura boost, monofásico, com entrada universal e que esteja de acordo com as normas internacionais IEC 61000-3-2 e CISPR 22. Tal conversor tem aplicação típica em módulos de fontes para Telecom de sistemas distribuídos de potência (DPS Distributed Power Systems). Para a realização da investigação considerou-se a utilização de um arranjo magnético adequado para a aplicação em questão, o qual foi escolhido através de uma revisão bibliográfica, onde se consideraram aspectos como custo, perdas, densidade de fluxo e propagação do ruído eletromagnético conduzido. Segundo essa análise, o arranjo magnético escolhido baseia-se em um núcleo magnético do tipo Powder no formato toroidal, mais especificamente o material Sendust, no qual a bobinagem é feita com uma única camada de fio. Todos os fatores limitantes para a elevação da freqüência de comutação e da ondulação de corrente foram identificados, modelados e considerados para a implementação de um algoritmo capaz de estimar o ponto de operação que minimiza o volume de magnéticos do conversor PFC. Além disso, todos os modelos utilizados são bem estabelecidos na literatura correlata, tanto no desenvolvimento teórico quanto na comprovação experimental.

New regulations of the electricity sector have requested greater efficiency from the power utilities in the performance of their distribution systems, requiring more rigorous quality and continuity energy levels. This work has the purpose of stating the best way to model the integer indicators of reliability for electric systems, financial resources and material distribution, aiming at an increased reliability of the distribution systems, which will allow to best evaluating the investment alternatives on the feeder universe, following the basic criteria of continuity in distribution systems. This context motivated this work whose proposal is the development of methodologies, algorithms and a computational tool for state estimation in distribution systems, aiming at a more adequate processing of all available information in the power utilities. The program developed, ASD, was prepared to attend the needs of the power utilities, benefiting the areas of operation, planning and maintenance, with special emphasis in the reliability of the electrical energy supply. This work is divided into 9 chapters dealing, respectively, with: introduction; literature revision; registering of energy supply interruptions (ways of registering and problem identification); statistic analysis of the interruptions (based on the data available on the data bank found in the power utilities); representation of the electrical topology and operational characteristics (the algorithm only takes into consideration the information of connections that really exist, dispensing the use of matrixes); protection and maneuver devices (restrictions and operational characteristics); algorithms of reliability optimization; practical results (case studies in RGE s concession area); contributions and the author s considerations about the program developed. / As novas regulamentações do setor elétrico têm solicitado das concessionárias uma maior eficiência no desempenho de seus sistemas de distribuição, exigindo níveis de qualidade e de continuidade de energia mais rigorosos. Neste trabalho busca-se determinar a melhor forma de modelagem dos indicadores integrais de confiabilidade de sistemas elétricos, distribuição de recursos financeiros e de materiais visando o aumento da confiabilidade das redes de distribuição, na qual permitirão avaliar as melhores alternativas de investimento no universo do alimentador, segundo os critérios básicos de continuidade nas redes de distribuição de energia elétrica. Esse contexto motivou o desenvolvimento de metodologias, de algoritmos e de uma ferramenta computacional para estimação de confiabilidade em sistemas de distribuição, visando ao processamento mais adequado de todas as informações disponíveis nas concessionárias. O programa desenvolvido, ASD, foi preparado para atender as necessidades das concessionárias, vindo a beneficiar as áreas de operação, de planejamento e de manutenção, com especial ênfase para a confiabilidade de fornecimento de energia elétrica. O trabalho está dividido em 9 capítulos tratando respectivamente de: introdução; revisão literária; registros de interrupções de fornecimento de energia (formas de registros e identificação de problemas); análise estatística de interrupções (com base nos dados disponíveis no banco de dados da concessionária); modelagem de topologia e características operacionais (considerando somente a informação das ligações que existem de fato, dispensando o uso de matrizes); dispositivos de proteção e manobra (restrições e características operacionais); algoritmos de otimização de confiabilidade; resultados práticos (estudos de casos na área de concessão da concessionária de energia elétrica Rio Grande Energia S.A. - RGE) e por fim conclusões e considerações do autor.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work describes the design of a semiconductor lighting system applied to omnibus interiors. The system is composed by several lighting terminals, and some of them have different purpose, once an omnibus has different inside lighting systems. All the terminals are controlled from a central panel, through a Local Interconnect Network, greatly used in automotive applications. This network enables the full control over the light emitted from each terminal and, moreover, it enables the diagnostic over failures on the system. The light emitting semiconductors characteristics are analyzed, as well as the characteristics of the most used communication protocols in automotive applications. / Esta dissertação descreve o projeto de um sistema de iluminação baseado em fontes luminosas semicondutoras, para aplicação em interiores de ônibus. O sistema é composto por vários terminais de iluminação, sendo alguns deles com propósitos distintos, de acordo com os diferentes sistemas de iluminação interna de um ônibus. Todos os terminais são controlados a partir de um painel de controle central, através da utilização de uma rede com protocolo de comunicação LIN, amplamente utilizado em aplicações automotivas. Essa rede, aliada à utilização de microcontroladores para controle de cada terminal, possibilita o controle total sobre a intensidade luminosa emitida por cada dispositivo, além de diagnosticar falhas no sistema. As características dos dispositivos semicondutores emissores de luz são analisadas, bem como as características dos principais protocolos de comunicação utilizados em aplicações automotivas.