Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:07:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340338.pdf: 7338387 bytes, checksum: ead3596423cc3817db71b10d4eda620e (MD5) Previous issue date: 2016 / Na operação de Sistemas de Energia Elétrica (SEE) é extremamente importante o diagnóstico de eventos para a ativação efetiva de controles de emergência nos centros de operação, evitando-se problemas maiores como blecautes. Neste trabalho foram investigadas metodologias para a detecção, classificação, localização e estimação da carga/geração interrompida de eventos utilizando sincrofasores. Para a detecção de eventos é proposto o emprego do filtro de média móvel com taxa de variação (FMMTV) e o uso de um limiar ajustável de detecção. Na classificação de eventos é proposto um sistema classificador automático de eventos em quatro tipos (perda de geração, rejeição de carga, desligamento de linhas de transmissão e oscilações) baseado em redes neurais artificiais. Na localização de eventos foi estudado e implementado um algoritmo que permite obter a região geográfica mais provável do evento baseado nas coordenadas geográficas das PMUs. Finalmente, na estimação da carga/geração interrompida foi investigada uma metodologia baseada na equação de oscilação. As metodologias foram implementadas em ambiente Matlab e validadas usando dados de sincrofasores do SIN - Sistema Interligado Nacional do Brasil e do SIC - Sistema Interconectado Central do Chile. Os dados utilizados foram gerados a partir dos registros de eventos reais pelos Sistemas de Medição Sincronizada de Fasores, em baixa tensão, MedFasee Brasil e MedFasee Chile e, em alta tensão, MedFasee CTEEP. Conclui-se que as metodologias implementadas foram efetivas na detecção, classificação, localização e estimação da carga/geração interrompida tanto para medições realizadas em subestações de alta tensão, quanto para medições realizadas em baixa tensão.<br> / Abstract: In modern power systems operation, it is extremely important a quick diagnosis of events for the effective activation of emergency controls in operation centers to prevent major problems like blackouts. In this work different methodologies for detection, classification, location and size estimation of events using synchrophasors were investigated.For event detection, a moving average filter and rate of frequency change (MAF-RFC) with the use of an adaptive detection threshold is proposed. For event classification, an artificial neural network (ANN) based classifier is presented that can separate four types of power system events (generation trip, load shedding, line trip and oscillation) based on their frequency signature. For event location, an algorithm to locate the most likely geographic region of the event based on the PMU geographical coordinates is presented. Finally, for size estimation, an algorithm to estimate the magnitude of the event is developed based on the swing equation.The methodologies were implemented in Matlab environment and validated using Synchrophasor data of the SIN - Sistema Interligado Nacional of Brazil and the SIC - Sistema Interconectado Central of Chile. Synchronized Phasor Measurement Systems from low voltage (MedFasee Brazil and MedFasee Chile) and from high voltage (MedFasee CTEEP and CMFS Eletronorte) were used to extract the data from real event records.Therefore, the implemented methodologies were successful in detection, classification, location and size estimation for measurements in high voltage substations, and for measurements at low voltage level.

Orientador: Alcir Jose Monticelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T21:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gandini_AndreChainho_M.pdf: 5086547 bytes, checksum: e14653ed65c118b6a51feb1b2e45043c (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta uma metodologia de programação linear dual especializada para resolver o problema do corte de cargas em planejamento da expansão de sistemas da transmissão de energia elétrica. Este problema deriva da necessidade de, para cada configuração proposta por um algoritmo de planejamento de expansão baseado no modelo DC, determinar se é viável ou não e, quando não é viável, quanto e em quais barras se deve diminuir a carga, no mínimo, para torna-la viável. Neste trabalho propõe-se uma metodologia de programação linear baseada no eficiente algoritmo dual de Stott, como alternativa ao método primal simplex de duas fases. Este algoritmo, originalmente formulado para cálculo de segurança da operação de sistemas de potência, é adaptado para a resolução do problema do corte de carga. Nessa adaptação as variáveis de controle passam a ser as injeções líquidas de potência ativa em lugar das variações de geração na barra, é usado o modelo DC puro em lugar do modelo incremental, são incorporadas técnicas de aproveitamento da esparsidade de vetores independentes, fatorização parcial com reordenamento de colunas e propõe-se uma técnica alternativa para prevenção de ciclagem.O problema das redes desconexas é resolvido identificando-se previamente as ilhas do sistema e resolvendo-as separadamente, atribuindo-se uma barra de referência para cada ilha. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Not informed. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / No caso Brasileiro, o problema do planejamento da operação energética de médio prazo (PMP) visa minimizar uma combinação convexa dada pela soma dos valores da geração termelétrica esperada e o Conditional Value at Risk dos cenários hidrológicos críticos ao longo de um horizonte de cinco anos. As principais restrições são dadas pelo atendimento à demanda, balanço hidráulico dos reservatórios e limites operativos das usinas. Matematicamente, o problema do PMP é representado por um modelo de programação estocástica linear multiestágio, cuja complexidade de solução é demandada por algoritmos que empregam algum tipo de decomposição. Nesse sentido, a Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE) é a metodologia mais bem-sucedida na solução do PMP. Na PDDE, o problema é decomposto em uma série de subproblemas de um único mês e o objetivo consiste em construir iterativamente a Função de Custo Futuro (FCF). No caso Brasileiro, a FCF depende dos volumes dos reservatórios no início do mês e das afluências de meses anteriores. Com modelagem das usinas hidrelétricas individualizadas, objeto deste trabalho, a PDDE demanda um número elevado de iterações para convergir devido à dimensão elevada do espaço de estados da FCF. Dado que as afluências são as variáveis aleatórias do problema, este trabalho propõe o uso da técnica de Análise de Componentes Principais (ACP) com finalidade de reduzir o espaço de estados da PDDE, sem perda significativa da informação presente no comportamento estatístico original das afluências. Por isso, com o intuito de reduzir o esforço computacional e obter uma política operativa menos onerosa, a ACP inicialmente é empregada para construir um modelo autoregressivo das afluências com base em componentes principais (CP). Na sequência, é feita uma adaptação do algoritmo da PDDE para incluir as CP como variável de estado no lugar das afluências dos meses anteriores. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é usar essa estratégia baseada na ACP e resolver o PMP em menor tempo sem comprometer a qualidade dos resultados, tendo como base a solução fornecida pelo problema sem CP. Para tanto, este trabalho faz uso de uma configuração hidrotérmica com 16 hidrelétricas localizadas nas cascatas dos rios Uruguai e Iguaçu. Por meio do modelo autoregressivo periódico, quatro modelos de geração de afluências são calculados: sem as CP, uma, três e 16 CP, nomeados SCP, CP1, CP3 e CP16, respectivamente. Com o uso da PDDE, são determinadas as FCF sendo, em seguida, as mesmas utilizadas em uma simulação da operação no histórico e em 10.000 cenários de afluências geradas em cada um dos modelos. No total, foram executados 1.200 problemas do PMP e os resultados indicam que os modelos SCP e CP16 apresentam custos esperados de operação bastante similares. Por sua vez, o modelo CP1 apresentou em média custos 1,5% inferiores. Para um mesmo tempo computacional, o número de iterações do modelo CP1 é aproximadamente 10% maior em comparação aos modelos SCP e CP16. Por outro lado, os modelos com CP apresentaram em média reduções no tempo computacional por iteração da PDDE na ordem de 20%, estas especialmente verificadas nas últimas iterações do algoritmo. No geral, a técnica da ACP combinada com a PDDE necessita ainda de uma série de investigações, mas como um trabalho pioneiro na área tem-se uma expectativa positiva no seu uso para o problema do PMP do caso Brasileiro. / Abstract : In Brazilian electric-energy system, the long-term energetic operation planning (EOP) problem aims to minimize a convex combination given by the sum of the expected thermoelectric generation and the Conditional Value at Risk from critical hydrological scenarios throughout a five-year horizon. The main constraints are given by the demand, hydraulic balance of the reservoirs and operating limits of the hydro plants. Mathematically, the EOP problem is represented by a multistage linear stochastic programming model whose solution complexity is demanded by algorithms that use some type of decomposition. In this sense, Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP) is the most successful methodology to the EOP solution. In SDDP, the problem is decomposed into a set of single-month subproblems, and the goal is to build the Future Cost Function (FCF) iteratively. In the Brazilian case, the FCF depends on the reservoirs volumes at the beginning of the month and the inflows from previous months. In a modeling of individual hydropower plants, SDDP demands many iterations to converge due to the high dimension of the state space of the FCF. Once the inflows are the random variables of the problem, this work proposes the use of the Principal Component Analysis (PCA) to reduce the SDDP state space without significant information loss of the original statistical behavior of the inflows. Therefore, in order to reduce the computational effort and to obtain a less costly operational policy, the PCA is initially used to build an inflows autoregressive model based on principal components (PC). Hereupon, an adaptation of the SDDP algorithm is made to include the PC as a state variable instead of the inflows from previous months. In this context, the main objective of this work is to use this strategy based on the PCA to solve the EOP in a shorter amount of time without compromising the quality of the results, which is based on the solution given by the problem without PC. This work uses a hydrothermal configuration with 16 hydroelectric plants from Uruguay and Iguaçu rivers. Through periodic autoregressive model, four inflow generation models are calculated: without PC, one, three and 16 PC, named SPC, PC1, PC3 and PC16, respectively. By SDDP, the FCF are determined and then the same are used to simulate the operation in the historical and in 10,000 scenarios of inflows generated by each one of the models. In total, 1,200 long-term EOP problems were executed and the results indicate that the SPC and PC16 models have very similar expected operating costs. On the other hand, the PC1 model had on average 1.5% lower costs. For the same computational time, the number of iterations of the PC1 model is approximately 10% higher in comparison to the SPC and PC16 models. The models with PC showed around 20% reductions in the computational time by iteration of the SDDP, these specially verified in the last iterations of the algorithm. In general, PCA combined with SDDP still requires a series of investigations, but as a pioneering work in the area there is a positive prospect in its use for the EOP problem in Brazilian case.

Orientador: Christiano Lyra Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_PauloJoseFogaca_M.pdf: 4020158 bytes, checksum: 79e495e13549cf39e8f77b0c12d5441c (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Mauro Sergio Miskulin, Luciano Martins Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-17T11:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salerno_CarlosHenrique_D.pdf: 11433134 bytes, checksum: ea1b8a045222637356e4228f5027a233 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O emprego de pequenas máquinas de indução em determinados pontos estratégicos de um sistema elétrico, pode representar uma melhor ia na estabilidade do referido sistema. Assim este trabalho trata da implementação de um modelo dinâmico da máquina de indução com seu regulador de velocidade em um programa de estabilidade. Através de simulações computacionais pode-se fazer uma análise da estabilidade transitória de um sistema elétrico observando-se os efeitos da máquina de indução no sistema fazendo a regularização do fluxo de potência ativa diferentemente do método tradicional que trata da regularização da potência reativa. São também realizados ensaios em laboratório com os mesmos objetivos. Uma análise de parâmetros é feita com intuito de observar seus efeitos na máquina de indução durante as simulações. Os resultados obtidos nas simulações bem como nos testes laboratoriais comprovam a idéia apresentada / Abstract: The improvement of the stability of a large power systems can be obtained through small induction generators, which are employed in strategic points of the system. In this work, to illustrate this fact, a power system stability program is used, in which is incl uded a dynamic model for induction generator with speed governor and also experimental tests are made. The following operation condition of the power system is analysed. Assuming that one of these induction generators is on a certain busbar of the power system, a system disturbance occurs in such a way to require a transient increase of active power. Due to of the intrinsic characteristics of any induction machine, and particularly in this case, the reduced size of the induction generator employed, this machine will take the lead regarding to the synchronous generators and it will supply part of the active power demanded. since this fact represents a relief for the synchronous generation, an improvement of the system stability is obtained. For this operational condition theoric and experimental results are shown. The analysis of this results confirm the effectiveness of the idea here presented. / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Sergio Valdir Bajay / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-18T02:21:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Walter_ArnaldoCesardaSilva_M.pdf: 13744521 bytes, checksum: 3f1e0f2f72a3c2b4ef5aa757aeedb7c3 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores : Marcius Fabius H. Carvalho, Secundino Soares Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T17:19:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CuervoFranco_PabloEduardo_D.pdf: 6533157 bytes, checksum: 5c420422a618e5ca5feba26be4bf9500 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Este trabalho trata da programação hidrotérmica de curto prazo para sistemas de geração predominantemente hidráulicos. Aformulação do problema inclui a representação de restrições operacionais do sistema como o acoplamento hidráulico entre usinas em cascata e os limites de transmissão na rede elétrica. Para permitir a decomposição do problema em subproblemas hidráulico e elétrico, uma abordagem com penalidade linearquadrática é utilizada forçando o acoplamento entre as variáveis elétricas e hidráulicas. Como resultado, a estrutura natural de fluxo em rede do problema é plenamente explorada através de algoritmos de fluxo em rede especializados. O modelo trabalha com análise multiobjetivo permitindo a possibilidade de definir vários cenários para facilitar o processo de decisão. Esta técnica foi testada em um subsistema de 440 KVpertencente ao principal sistema brasileiro interconectado / Abstract: This work is concerned with the Short-Term Hydrothermal Scheduling of hydrodominated power systems. The problem formulation includes the representation of system operational constraints such as the hydraulic coupling between hydro plants in cascade and the transmission limits in the electric network. In order to allow the problem to be decomposed into hydraulic and electric subproblems, a linear-quadratic penalty approach is applied to enforce the coupling between hydro and electric variables. As a result, the natural network flow structure of the problem is fully exploited through special-purpose network flow algorithms. The model works with multiobjetive analysis and allows the definition of several scenarios, necessary during the decision processo The technique has been tested in a 440 KVsubsystem of the main interconnected Brazilian power system / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Osvaldo Ronald Saavedra Mendez / Banca: Dionizio Paschoareli Junior / Banca: Ariovaldo Verandio Garcia / Resumo: Neste trabalho de pesquisa tem-se a finalidade investigar, propor e testar a viabilidade técnica, de novos modelos matemáticos aplicados ao problema de planejamento da expansão do sistema de transmissão de energia elétrica a longo prazo. A motivação se deve ao fato que os modelos matemáticos estáticos mais utilizados para representar este problema têm como estratégia adicionar, no processo de expansão, somente linhas de transmissão e transformadores convencionais. Para tanto, busca-se inserir e avaliar tecnicamente os controladores flexíveis de transmissão em corrente alternada (do inglês, Flexible Alternating Current Transmission Systems - FACTS) como elementos do processo de expansão do sistema, juntamente com as linhas de transmissão e os transformadores convencionais, nos modelos matemáticos propostos. Neste trabalho, adicionam-se controladores FACTS com a intenção de obter uma melhor distribuição dos fluxos de potência ativa no sistema e, como conseqüência, contribuir para uma redução do custo de investimento em novas linhas de transmissão. Portanto, a metodologia proposta é um procedimento que incorpora inovações em relação à literatura existente. Os impactos da adição dos controladores FACTS na rede são analisados através dos resultados das simulações computacionais feitas com as metodologias propostas e realizados com o sistema teste IEEE 24 barras, com cinco planos de geração. Com o intuito de encontrar a alocação ótima dos equipamentos no sistema, foram desenvolvidos e implementados algoritmos genéticos especializados...(Resumo completo, clicar no acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is aimed at investigating, proposing and testing the technical viability of new mathematical models applied to the long-term power transmission system expansion planning problem. It was motivated due to the fact that most used static mathematical models for representing this problem have as strategy to add, within the expansion process, only transmission lines and conventional transformers. Therefore, this work is focused on the technical evaluation and insertion of FACTS devices as elements of the system expansion process, along with transmission lines and conventional transformers, in the considered mathematical models. FACTS devices will be added aimed at obtaining a better distribution of the active power flows in the system and, consequently, contributing to diminish investment costs due to new transmission lines. Thus, proposed methodology incorporates innovations respect to existing literature. Impacts due to the addition of FACTS devices in the network are analyzed through simulations carried out with the proposed methodology considering the test system IEEE 24, with five generation units. In order to find the optimal placement of such devices in the system, specialized genetic algorithms were developed and implemented. Results indicate an excellent performance of the proposed methodologies and models. / Doutor

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Sérgio Azevedo de Oliveira / Banca: Rodrigo Aparecido Fernandes Pereira / Resumo: Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de um algoritmo para simulação e avaliação dos impactos provocados por cargas especiais na qualidade da energia elétrica de redes de distribuição secundárias, visando aumentar a rapidez e precisão do processo de permissão da instalação de novos consumidores de característica industrial na rede. Desta forma as cargas especiais, motores de indução e máquinas de soldagem a arco, são modeladas em potência constante e, apenas, em seus principais estágios de funcionamento. Os impactos do funcionamento destas cargas são avaliados através da comparação entre o estado inicial da rede (antes da instalação da carga) com os estados obtidos para cada estágio de funcionamento da carga instalada. O estudo é realizado em uma rede secundária real utilizando como ferramenta computacional um algoritmo de cálculo de fluxo de potência radial trifásico backward/forward. Os resultados obtidos mostram a precisão da modelagem proposta para as cargas especiais estudadas com relação ao seu comportamento real esperado e, ainda, que a ferramenta computacional desenvolvida aumenta significativamente a rapidez na tomada de decisões no planejamento da instalação de novos consumidores na rede / Abstract: This work proposes the development of an algorithm for simulation and evaluation of the impacts caused by special loads in the quality of electricity distribution networks secondary. The goal is increase the speed and accuracy of the permitting process of installing new industrial consumers in network. The special loads studied (Induction Motors and Arc Welding Machines) are modeled at constant power, and only in its main stages of operation. The impacts of the operation of these loads are evaluated by comparing the initial state of the network (before installation of the load) with the states obtained for each stage of operation of the installed load. The study is conducted in a real secondary network using an algorithm as a computational tool for calculating power flow radial-phase backward / forward. The results showed good accuracy of the proposed model for special loads studied with respect to its real expected behavior and still that the developed computational tool significantly increases the speed of decision making in planning the installation of new consumers on the network / Mestre

Orientador: Dilson Amancio Alves / Banca: Marcos Julio Rider Flores / Banca: Rogério Rocha Matarucco / Resumo: O cálculo da capacidade de transferência de potência em sistemas interligados é calculado considerando o sistema como uma única área e uma única barra de folga. A máxima potência ativa que poderia ser transferida pelas linhas de intercâmbio, sem problemas relacionados com a estabilidade estática de tensão, é obtida efetuando-se a soma dos correspondentes fluxos nas linhas de intercâmbio no ponto de operação correspondente a máxima potência ativa. Cabe ressaltar que neste caso, o sistema de equações não inclui as equações do controle de intercâmbio entre áreas (CIA). Neste trabalho propõe-se a inclusão do CIA no fluxo de carga continuado de forma a possibilitar com isso a obtenção da capacidade de transferência de potência entre as diversas áreas, considerando múltiplas barras folga por área. Cada área atua como um sistema independente controlando seu intercâmbio no processo de carregamento do sistema. O objetivo é o de mostrar os efeitos resultantes desta inclusão sobre a capacidade de transferência de potência dentro de uma mesma área ou entre as diversas áreas. Utilizando-se o fluxo de carga continuado proposto, apresentam-se os resultados obtidos para os sistemas de IEEE de 9 barras, o New England 30 barras e o IEEE de 118 barras, os quais foram divididos em áreas com o objetivo de evidenciar as diferenças entre as margens de carregamento e de transferência de potência obtidas sem e com as restrições impostas pelo CIA. Foram realizados estudos sobre a capacidade de transferência de potência considerando-se duas formas distintas de carregamento e contingências de ramos do sistema. Dos resultados obtidos se constata a importância da consideração das equações do CIA nas análises relacionadas com a estabilidade estática de tensão, as quais podem conduzir, dependendo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The calculation of power transfer capability of interconnected systems is calculated considering the system as a single area and a single bus slack. The maximum power active that could be transferred through the tie lines, without the problems related with the static voltage stability is obtained by making the sum of the corresponding flows the tie lines in operation point corresponding the maximum power active. In this case, the system of equations does not include equations of area interchange control (AIC). This work proposes the inclusion of AIC in continuation power flow, with this is possible to obtain the power transfer capacity between different areas, and multiple slacks buses per area. Each area acts as an independent system controlling its exchange in the process of loading system. The objective is to show the effects of this inclusion on power transfer capability within the same area or between different areas. Using the proposed continuation power flow, shows the results obtained in the IEEE 9 buses, New England 30 buses and IEEE 118 buses systems, which were divided in areas with the objective of evidencing the differences between the margins of loading and transfer power obtained with and without the restrictions imposed by the AIC. We realize studies about power transfer capacity considering two different ways of loading the system and branches contingencies of the system. The results obtained show the importance the consideration equations of AIC in the analysis related to the static voltage stability, which may lead, in each case and the system in analysis, an increase or decrease active power transfer capability. The analysis also enables a better understanding of the effects of the loop flow, that are... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre