Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:51:43Z : No. of bitstreams: 1 99972.pdf: 1665176 bytes, checksum: b145d873167e6358019e99f615d115a1 (MD5) / Este trabalho consiste no estudo e implementação de um conversorCC-CC isolado, do tipo aditivo, para aplicação em centrais telefônicas com capacidade de 1250W. A topologia estudada é do tipo push-pull, alimentada em corrente, controlada por modulação do tipo largura de pulso e apresenta características de operação do tipo abaixador de tensão. Analisa-se o conversor através de suas características estáticas para o modo contínuo de operação. Esta análise é verificada inicialmente por simulação e posteriormente através dos resultados práticos obtidos. A contribuição básica deste trabalho reside no fato de adotar-se tecnologia recente e pouco desenvolvida na realização de um equipamento para aplicações industriais. Característico da topologia aditiva adotada, processa-se somente uma pequena parcela da energia entregue a carga. Resultados experimentais demonstraram que tal parcela oscila em torno de 15% da energia total envolvida. Reduzido nível de perdas de comutação, elevada freqüência de chaveamento, alto rendimento, reduzido nível de oscilação de tensão de saída, característica de saída do tipo Buck, isolamento galvânico, além da robustez, são obtidos como resultado do conversor adotado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:14:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265449.pdf: 6579910 bytes, checksum: dd1b204ec353e058d4b59b87bf033a08 (MD5) / Nas últimas décadas, o advento da tecnologia digital colocou no mercado diversos dispositivos que têm apoiado as empresas geradoras, transmissoras e distribuidoras na tarefa de maximizar a disponibilidade dos seus sistemas, garantindo também a qualidade do suprimento de energia elétrica. Dentre estes dispositivos, pode-se citar modernos sistemas de monitoramento e a substituição dos relés de proteção eletromecânicos e dos antigos oscilógrafos por equivalentes digitais. O sistema de proteção de uma usina geradora é responsável por garantir que, em caso de faltas, o desligamento da unidade aconteça no menor tempo possível, de forma que os danos que podem ocorrer em conseqüência deste defeito sejam minimizados. A atuação correta do sistema de proteção é essencial, pois tanto a atuação incorreta de um relé, levando à retirada de operação de uma unidade geradora sem defeito, quanto a sua não atuação durante uma falta, resultam em prejuízos elevados à empresa e devem ser evitados. Observa-se que uma ferramenta computacional para a identificação de falhas na atuação da proteção pode ajudar significativamente o engenheiro na análise da operação da proteção. Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que tem por objetivo avaliar o desempenho da proteção digital de usinas geradoras. Foi emulado em computador o comportamento de um relé multifuncional comercial, de forma que este funcione de forma análoga ao relé utilizado na usina. Para isto foram programadas as funções descritas no manual do relé. Os ajustes considerados no relé e nos transformadores de corrente e tensão são os mesmos empregados no sistema de proteção instalado na usina. O programa implementado utiliza dados dos registradores digitais de perturbações (RDPs) e da seqüência de eventos (do inglês Sequence of Events - SOE) para efetuar a avaliação do desempenho do relé após ocorrências, sejam estas faltas ou operações normais na usina, como reversão de potência no procedimento de desligamento do gerador. Detalhes da ferramenta computacional construída e também diversos casos reais utilizados para sua validação são apresentados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T10:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285891.pdf: 4242095 bytes, checksum: 241fc37637020bc16e658f053827da70 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema de concentração de dados de sistemas de medição fasorial sincronizada, de arquitetura descentralizada, contemplando dois níveis hierárquicos entre Concentradores de Dados Fasoriais (Phasor Data Concentrator PDC), com objetivo de aumentar a escalabilidade do sistema em termos de processamento e comunicação. Em primeiro lugar são determinados os aspectos conceituais do desenvolvimento do Sistema de Concentração de Dados Fasoriais (Phasor Data Concentrator System PDCS) proposto neste trabalho. São apresentadas as considerações sobre arquiteturas de aquisição de dados e arranjos entre equipamentos, bem como são descritas as lógicas de operação do sistema e forma de comunicação entre os equipamentos com funcionalidade de PDC. Em um segundo momento, apresenta-se o projeto de software implementado, cujo desenvolvimento baseia-se no paradigma da Modelagem Orientada a Objetos (MOO). São apresentadas classes desenvolvidas para representar equipamentos e processos relativos à operação do PDCS, visando permitir a comunicação entre PDCs. Foram implementados protótipos de PDCS utilizando-se como plataforma de testes a estrutura do protótipo de Sistema de Medição Fasorial Sincronizada do Projeto MedFasee. Os resultados obtidos mostram o correto funcionamento do sistema, apresentando seu comportamento frente às perdas de dados nos canais de comunicação, mudanças de topologia da rede de medição e disponibilização de dados via interface de tempo real e base de dados histórica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:33:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295253.pdf: 6955927 bytes, checksum: f0a8c2f719b877bf23d5bd697c93df01 (MD5) / Neste trabalho é apresentado um estudo inicial e uma aplicação do conversor TAB (Triple Active Bridge), com uma de suas portas podendo operar como carga ou fonte. Um painel fotovoltaico, forçado a operar no seu ponto de máxima potência por um conversor SEPIC, que funciona como MPPT (Maximum Power Point Traking), injetando energia em uma das portas do TAB, sempre que há disponibilidade de sol. O sistema de controle é composto por dois compensadores PI, implementados em um DSP (Digital System Processing) e mantém as tensões nas portas reguladas no valor desejado. O acoplamento, naturalmente existente nas malhas de controle do conversor TAB, é superado colocando-se as malhas com velocidades de ação bem diferentes. Resultados experimentais são apresentados, validando a parte teórica. Além disso, é feito um estudo do conversor DAB (Dual Active Bridge), no qual suas principais relações matemáticas são determinadas e apresentadas. São também apresentados os modelos de controle para o conversor DAB e TAB, destacando-se a modelagem por gyrator.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:09:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289373.pdf: 646003 bytes, checksum: e3777200f213a115c3d5491a609cc5de (MD5) / Este trabalho propõe um método unificado para a estimação conjunta de estados e topologia em sistemas de potência. O método proposto estima as variáveis analógicas do sistema de potência e valida a topologia atual da rede em um único procedimento. Isto é possível mediante a formulação do problema de estimação de estados como um problema de otimização cuja função objetivo inclui tanto os resíduos das medidas analógicas quanto as restrições operacionais relacionadas aos status dos ramos chaveáveis. A contribuição dos resíduos para a função objetivo se dá sob a forma do tradicional critério dos mínimos quadrados ponderados (MQP), enquanto que as restrições operacionais associadas aos ramos chaveáveis compõem termos do tipo mínimos valores absolutos ponderados (MVAP). A dissertação apresenta a base teórica para a coestimação de estados e topologia, bem como a solução do problema de otimização correspondente através de uma aplicação especializada do método Primal-Dual de Pontos Interiores. Após ilustrar as etapas do método proposto com o auxílio de um sistema-exemplo de pequeno porte, seu desempenho é avaliado através da aplicação a dois sistemas-teste: a rede de 24 barras do IEEE anteriormente utilizada na literatura em estudos de estimação de estados generalizada, e uma rede real de uma concessionária brasileira. Os resultados obtidos indicam que a abordagem unificadora proposta é muito promissora para a modelagem em tempo real de sistemas elétricos de potência.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 237443.pdf: 5289904 bytes, checksum: 96c765bb928451225ce28f12f5bfb962 (MD5) / O trabalho proposto nesta dissertação faz parte de um projeto que visa desenvolver um sistema eletrônico de dois estágios para aplicação em cogeração de energia a partir de painéis solares fotovoltaicos. Nesta etapa do projeto serão estudados os estágios de potência do sistema buscando entregar a energia disponibilizada pelos painéis à rede elétrica comercial de forma robusta e segura. No primeiro estágio é utilizado um conversor em ponte completa, modulado por largura de pulso, com comutação sob tensão nula, conhecido como FB-ZVS-PWM. Buscou-se com este conversor um alto rendimento para uma larga faixa de potência de entrada. No segundo estágio é estudado um inversor em ponte completa alimentado em tensão e com saída em corrente. Serão testados seus limites de operação para as especificações propostas, com o controle da corrente sendo feito pelo CI UC3854N. Também é proposto um filtro de saída de forma a diminuir o conteúdo harmônico em alta freqüência da corrente injetada na rede. Após a análise dos resultados serão apresentadas sugestões para a continuação do projeto de forma a se obter um sistema confiável e que atende às normas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T18:44:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232383.pdf: 6125560 bytes, checksum: deb66999d6f438935869ccbf7c43550d (MD5) / Os transformadores de potência são equipamentos muitos importantes nos sistemas elétricos de potência, por tal motivo o estudo de ferramentas de monitoramento e diagnóstico que impeçam a retirada não planejada destes equipamentos é interessante para as empresas do setor elétrico. Neste contexto, é apresentada a Análise da Resposta em Freqüência (FRA) como uma metodologia de diagnóstico de faltas em enrolamentos de transformadores de potência, que vem sendo cada vez mais utilizada no setor elétrico devido aos bons resultados obtidos com as pesquisas realizadas. Entretanto, ainda não existe uma normatização específica nem quanto à metodologia para realizar o ensaio de resposta em freqüência nem quanto à interpretação dos resultados do ensaio, que geralmente é realizada de forma visual e requer especialistas treinados para isso. Neste trabalho de dissertação são estudadas as duas principais metodologias para a realização do ensaio de resposta em freqüência, apresentando as principais vantagens e desvantagens de cada método. Também são apresentadas as principais características da FRA no sentido de indicar correlação entre faltas e parâmetros modificados nos transformadores, fatores que influenciam as medições de FRA e considerações sobre a modelagem de enrolamentos de transformadores de potência. No tocante ao diagnóstico do estado de enrolamentos com a FRA, são analisados diagramas reais de ensaios de FRA realizados em transformadores de potência. Os dados foram separados em casos de estudo, onde, além da comparação e análise visual dos diagramas de FRA, são propostos e avaliados três indicadores numéricos estatísticos e uma rede neural artificial como ferramentas para quantificar diferenças entre as curvas, e desta forma auxiliar no diagnóstico do estado de dos enrolamentos de transformadores de potência.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239912.pdf: 2357297 bytes, checksum: 609739dabaa3016b24068e515a4ea9ad (MD5) / O planejamento da operação de curto prazo tem como objetivo principal estabelecer as estratégias individuais de geração das usinas que minimizam o custo total de operação esperado. Esse problema é caracterizado por ser de natureza linear (as não-linearidades associadas a esse tipo de problema, como, por exemplo, a função de produção das usinas hidrelétricas, são modeladas de forma linear), estocástico e de grande porte, o que requer a aplicação de métodos de otimização estocástica à estrutura do problema de modo a propiciar a apuração eficiente dos resultados com um tempo computacional aceitável. Nesse contexto, este trabalho tem como foco principal analisar, de forma comparativa, o desempenho de diferentes metodologias de otimização estocástica quando aplicadas ao problema de curto prazo. A primeira estratégia é composta pela representação do modelo estocástico por meio de um único modelo de Programação Linear. Por sua vez, as duas outras estratégias fazem uso de métodos de decomposição: a Programação Dinâmica Dual Estocástica - PDDE e a Relaxação Lagrangeana Estocástica - RL. A PDDE é a metodologia utilizada para o problema em destaque no caso brasileiro. Este trabalho utiliza uma configuração hidrotérmica baseada em dados reais, respeitando as premissas básicas dessa etapa do planejamento, o que possibilitou uma análise coerente dos resultados no tocante à qualidade das soluções e desempenho computacional das metodologias. Análises de sensibilidade do problema no que diz respeito ao tamanho dos cenários utilizados, características da demanda e modelo da função de produção das usinas hidrelétricas também são apresentadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:35:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256458.pdf: 2144386 bytes, checksum: 694f3f891caebd830262120e79a64967 (MD5) / O problema do planejamento da operação energética do Sistema Interligado Nacional (SIN) é bastante peculiar devido, especialmente, à sua dimensionalidade e a grande participação de geração hidrelétrica. A participação majoritária de recursos hídricos exige um planejamento bastante minucioso, uma vez que a capacidade de armazenamento dos reservatórios é limitada e, portanto, a disponibilidade futura de energia dependerá da operação dos reservatórios e das vazões afluentes futuras. Devido às complexidades do problema, no Brasil optou-se por separar os estudos de planejamento da operação energética em etapas de médio prazo, curto prazo e programação diária. O foco deste trabalho é o médio prazo # Planejamento Anual da Operação Energética (PAOE), cujo objetivo consiste em estabelecer estratégias de médio prazo para a operação, por meio da análise das condições de atendimento a demanda no horizonte de estudo. Este trabalho apresenta, então, as metodologias utilizadas no estudo do PAOE realizado no Brasil, como por exemplo, a representação por Reservatório Equivalente de Energia (REE), o modelo AutoRegressivo Periódico (ARP) e a Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE). Com essas metodologias desenvolveu-se uma plataforma computacional que permite alterar algumas configurações adotadas no Brasil e, assim, analisar as conseqüências nos resultados do PAOE. O principal objetivo deste trabalho é avaliar o efeito no PAOE da representação por REE, quando agregado por Subsistema ou por Cascata; adicionalmente, são analisadas alterações no modelo ARP, na árvore de cenários e no horizonte de estudo. Dessa forma, a partir dos estudos de casos pôde-se concluir que os resultados do REE por Cascata apresentaram maior consistência nos estudos de casos, e que a redução no horizonte de estudo não compromete a política de operação, entre outros aspectos importantes do PAOE. Destaca-se que os casos em que o REE foi agregado por Cascata exigiu um tempo de processamento três vezes maior que o caso equivalente com REE por Subsistema. The Interconnected Brazilian Power System#s operation planning problem is very unique, due to its dimension and high participation of hydroelectric power plants. As a consequence of the latter, it is necessary to perform a very precise hydrothermal scheduling because the reservoirs capacity are limited and, therefore, the energy availability depends on how the reservoirs are operated and the future inflows. Due to the problem#s complexity, the Brazilian hydrothermal scheduling is divided into three stages: long-term, short-term and daily operation programming. This work is focused on the Long-Term Operation Planning (LTOP), which aims to determine an optimal operational strategy through the analysis of the energy market and load supply conditions over the planning period. This work presents the methodologies used in the Brazilian LTOP problem, such as: Energy Equivalent Reservoir (EER), Periodic AutoRegressive (PAR) model and the Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP). In this work, it was implemented a computational platform using the methodologies listed above, in which the user is able to set up different configurations in order to analyze the impact on the LTOP results. This dissertation aims to evaluate de consequences on the LTOP results when the EER is aggregated per Subsystem and per Cascade. Additionally, different configurations for the PAR model, scenario tree and planning horizon are studied. The results obtained in this work indicate that the EER per Cascade presents a more consistent result in the study cases and reducing the planning horizon does not compromise the operational policy, in addition to other important aspects. It is important to point out that the EER per Cascade configuration required three times more running time than when the EER were aggregated per Subsystem.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:48:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274951.pdf: 850940 bytes, checksum: 0aa906e08420972dfbacec01d09330dc (MD5) / Viabilizar a expansão da geração, ao mínimo custo e dentro de critérios rígidos de confiabilidade, é o maior desafio de planejadores e reguladores de sistemas de energia elétrica desverticalizados. Em um mercado com múltiplos agentes, coordenar os sinais econômicos e propiciar um ambiente regulatório e de mercado que sejam estáveis e previsíveis é fundamental para atrair investimentos em nível e custo adequados para a expansão do setor. Quando o preço de curto prazo é utilizado como único indutor dos investimentos - modelo denominado de mercado de energia elétrica puro - é esperado que este preço seja insuficiente para sinalizar adequadamente a necessidade de geração adicional, fato agravado em sistemas de energia elétrica com predominância de geração hidrelétrica. Para corrigir estas deficiências, faz-se necessário complementar a sinalização econômica por meio do que se convencionou denominar mecanismos de capacidade. Os diversos mecanismos de capacidade propostos na literatura, quando corretamente calibrados, produzem o mesmo resultado estático de um mercado de energia elétrica puro, porém com distintas propriedades dinâmicas. Neste trabalho, propõe-se uma discussão acerca de arquiteturas de mercado para sistemas de energia elétrica com predominância de geração hidrelétrica, visando a sustentabilidade da expansão. Particular atenção é dispensada ao estado da arte em mecanismos de capacidade, para o qual se propõe um modelo de simulação dinâmica que considera o comportamento estratégico de geradores entrantes e a competição entre eles, num ambiente de incertezas no crescimento da demanda e na afluência, possibilitando a avaliação do desempenho dinâmico.