Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246925.pdf: 1116364 bytes, checksum: 769f03f864060f4eda7a6e216e193f24 (MD5) / A evolução tecnológica dos equipamentos elétricos e o conseqüente aumento da sensibilidade dos processos desempenhados pelos consumidores têm contribuído para tornar mais rígidos os requisitos de qualidade da energia elétrica fornecida. Nesse sentido, o presente trabalho está focado no desenvolvimento de uma metodologia para avaliar os impactos econômicos ocasionados por problemas relacionados à qualidade da energia elétrica, em especial, interrupções no fornecimento. Dentre as metodologias utilizadas para tal propósito, destaca-se o método de pesquisa junto ao consumidor, que tem a função de avaliar a valoração e a percepção do consumidor quanto à qualidade do suprimento de energia. A metodologia proposta, baseada em pesquisa junto ao consumidor, avalia os prejuízos sofridos por consumidores industriais, comerciais e residenciais, por meio de questionários específicos para cada um destes grupos. O consumidor é solicitado a estimar os impactos ocasionados por distúrbios elétricos através de questionamentos que procuram abordar de forma qualitativa e quantitativa, aspectos relacionados às características do consumidor pesquisado, como ramo de atividade, tipo e tamanho do consumidor, eletro-dependência e também às características dos distúrbios, como duração, freqüência e período de ocorrência. Este conhecimento acerca dos impactos sofridos pelos consumidores em virtude das perturbações no fornecimento é necessário para fundamentar o planejamento dos sistemas elétricos e auxiliar o processo de tomada de decisão tanto da concessionária de distribuição quanto do próprio consumidor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242137.pdf: 1092979 bytes, checksum: d95cf7e59892339031da0ee8f88deb9d (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo utilizar metodologias consolidadas, de forma integrada, na área de confiabilidade em sistemas de distribuição de energia elétrica, visando contribuir para o gerenciamento e controle de metas de indicadores de continuidade, aplicado em um sistema real. Deste modo, emprega-se o método analítico de avaliação de confiabilidade preditiva em uma concessionária real, onde as características topológicas e operacionais da rede de distribuição e dos equipamentos, de 17 conjuntos de consumidores, são modeladas e simuladas, de acordo com as restrições do modelo e considerações realizadas, obtendo-se valores de indicadores de continuidade estimados. De posse da estimação é possível determinar conjuntos que poderão violar as metas estabelecidas. São realizados estudos de priorização, comparando diferentes técnicas, para avaliar alimentadores e causas de interrupção, apresentando um conjunto de informações importantes e necessárias para a tomada de decisão, com relação à manutenção do sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:51:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262974.pdf: 6150289 bytes, checksum: c5206623555cf733ad10e912cbc080e1 (MD5) / Esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento e a implementação de estimadores de estados robustos baseados na aplicação de técnicas ortogonais baseadas em rotações de Givens ao método de Regiões de Confiança. Inicialmente, o problema de Estimação de Estados em Sistemas de Potência (EESP) é apresentado como um problema de mínimos quadrados ponderados e resolvido através do método de Gauss-Newton. Mostra-se que o método de Gauss-Newton exibe como desvantagem uma tendência ao mau condicionamento numérico e como se contornar essa desvantagem com a utilização de métodos baseados em transformações ortogonais. Na seqüencia, o método de rotações de Givens de três multiplicadores (G3M) é aplicado ao problema de EESP. Mostra-se que o mesmo é capaz de fornecer soluções robustas, pois a degradação do condicionamento numérico do problema é evitada. A seguir, é introduzido o conceito de Regiões de Confiança. Mostra-se como os métodos de Regiões de Confiança podem ser vistos como uma evolução do algoritmo de Levenberg-Marquardt, e como o mesmo pode ser aplicado a problemas de EESP através de métodos ortogonais baseados em rotações de Givens. Dois métodos ortogonais são então desenvolvidos: o método IAPE, baseado na capacidade do método G3M de processar informações a-priori; e o método da Refatoração- , baseado na expansão da matriz Jacobiana para a inclusão do coeficiente de Levenberg-Marquardt. Comparações qualitativas e quantitativas sobre os métodos desenvolvidos são apresentadas. Por fim, resultados numéricos ilustram a capacidade dos métodos de Regiões de Confiança em obter soluções para vários casos-teste em que estimadores baseados no método convencional de Gauss-Newton não alcançam a convergência.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:46:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260717.pdf: 1683669 bytes, checksum: c5eab664a9682c088774d4ec8dbae5d0 (MD5) / Neste trabalho é apresentada uma metodologia para o planejamento da automação de sistemas de manobra em redes de distribuição de grande porte, onde é preciso decidir quais pontos automatizar dentre vários alimentadores de diferentes regiões. É feita uma revisão do estado da arte dos vários esquemas de automação empregados em diferentes países, dos principais tipos de sistemas de comunicação envolvidos no processo, bem como do problema de alocação de chaves de manobra em redes de distribuição. Então é desenvolvida a modelagem necessária para se extrair dados a partir de sistemas de distribuição reais, de forma a possibilitar a simulação dos indicadores de continuidade de fornecimento devido à influência da posição de chaves de manobra automatizadas ao longo dos alimentadores. Nesta etapa são utilizadas como ferramentas o fluxo de potência, a teoria de grafos, e a filosofia de proteção de sistemas de energia elétrica. Definidas as posições possíveis para as chaves automáticas, é necessário então determinar a combinação destas que atenda ao objetivo de minimizar as perdas de energia não suprida e o número de chaves alocadas, respeitando as restrições das metas de qualidade determinadas pelo órgão regulador para os diferentes conjuntos consumidores dentro da área que se pretende automatizar. Para resolver este problema é necessário um método de programação inteira. Neste trabalho são utilizados dois métodos, o Branch-and-Bound e o Algoritmo Genético, a fim de comparar os seus desempenhos. São realizados quatro estudos de caso com diferentes abrangências e disponibilidades para o sistema de comunicação, com o objetivo de se analisar a influência na solução final, ou seja, na quantidade e posicionamento espacial das chaves.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256744.pdf: 2755654 bytes, checksum: 54f64d85429558aa50145e2b66be9947 (MD5) / Este trabalho propõe uma metodologia experimental para a avaliação das perdas no ferro de motores alimentados com tensão do tipo PWM. Dentre a enorme variedade existente hoje em dia de tipos de máquinas elétricas e conversores estáticos de freqüência, este trabalho enfoca os motores de indução de gaiola trifásicos alimentados por conversores de freqüência PWM com tensão imposta. Resultados de ensaios em vazio realizados com motores de indução trifásicos de diferentes potências e construídos com diferentes qualidades de laminações são apresentados e discutidos. Os motores foram alimentados primeiramente com tensão senoidal e posteriormente com tensão PWM, variando-se a freqüência de operação em ambas as condições. O tratamento de dados para cada situação analisada seguiu basicamente o método IEEE-112 de separação de perdas em vazio, com algumas adaptações necessárias para que o método tradicional se adequasse às propostas deste estudo. Como resultado, as perdas no motor de indução, quando alimentado por dois tipos de fontes de tensão, senoidal e PWM, foram comparadas levando em conta também a variação de freqüência. This work proposes an experimental methodology for the evaluation of the iron losses in motors supplied with PWM voltage. Among the huge variety of modern electrical machines and PWM frequency converter types, this work focuses on three-phase cage induction motors fed by voltage source static frequency converters. Results of no-load tests accomplished with two groups of three motors are presented. Each group was formed by identical motors, except for the quality of their lamination steel. The motors have been separately fed by sinusoidal and PWM voltage supply, at varying operation frequencies. Adapting IEEE-112 method for each situation analysed, loss segregation have been carried out and the obtained results were compared. Thereby, the induction motor no-load losses could be verified taking into account both the nature of the voltage source, sinusoidal or PWM, and the operation frequency variation.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:13:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269101.pdf: 2300727 bytes, checksum: fa4e87cfef963145a9d395b0efa959f9 (MD5) / Esta dissertação apresenta um modelo de despacho ótimo de potência reativa baseado na minimização do custo de oportunidade dos geradores. A representação do custo de oportunidade é simplificada, de forma que o modelo de despacho possa ser expresso como um problema de otimização em dois níveis. Os objetivos do trabalho são analisar os resultados obtidos através do despacho ótimo de potência reativa baseado na minimização do custo de oportunidade e estudar o comportamento desse custo para os diferentes geradores do sistema, analisando a viabilidade do mecanismo de despacho e sua aplicabilidade na operação sob condições de competição na geração. O programa computacional implementado para resolver o problema de otimização em dois níveis tem por base o Método da Substituição, no qual o problema do segundo nível é resolvido analiticamente e substituído por suas condições de Karush-Kuhn-Tucker, transformando o problema de otimização em dois níveis em um problema de apenas um nível. Para garantir que o conjunto de restrições do problema de otimização resultante seja regular, é realizada a substituição das restrições de folga complementar por funções auxiliares diferenciáveis (funções de Fischer-Burmeister). Os resultados numéricos obtidos com um sistema de 2 barras e o sistema teste de 30 barras do IEEE mostram que o modelo fornece soluções coerentes. As soluções mostram claramente a importância de cada gerador no provimento de reativos para o sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222438.pdf: 3652477 bytes, checksum: c8b758ba1a8ce1422884a92fd58a196a (MD5) / O trabalho apresenta o estudo dos conversores básicos não isolados de três níveis obtidos a partir de uma célula de comutação composta de dois diodos, dois interruptores e um indutor. A célula de comutação proposta permite a obtenção das topologias Buck, Boost e Buck-Boost todas de três níveis. A disposição dos componentes na topologia somada a uma modulação adequada faz com que em nenhum instante haja a maior tensão envolvida na conversão sobre qualquer um dos interruptores (Buck e Boost) ou a soma das tensões de entrada e saída (Buck-Boost). Para as três topologias foi desenvolvido o estudo teórico envolvendo etapas de operação, ganho estático ideal, ondulação da corrente no indutor, dimensionamento dos componentes do conversor e simulação com componentes ideais para os modos de condução contínua, crítica e descontínua bem como a obtenção da característica externa. Foram realizados os projetos e simulações com componentes reais das três topologias e ensaiados os respectivos protótipos em bancada, considerando o modo de condução contínua, com o objetivo de comprovar a teoria.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:21:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226337.pdf: 1015036 bytes, checksum: 390319980eddbb7a890dd23af251ff84 (MD5) / Este trabalho baseia-se na realização de uma pesquisa documental dos aspectos relacionados com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, com uma aplicação do caso particular para cálculo de emissões reduzidas e geração de energia elétrica a partir de biogás como fonte renovável. São particularmente analisadas as possibilidades de redução de gases de efeito estufa a partir da geração de energia de fontes alternativas limpas. Foi estudada a aplicabilidade e viabilidade da realização de um projeto de desenvolvimento limpo no Brasil, mediante uma proposta científica. Apresenta-se uma análise dos aspectos técnicos da produção de energia elétrica com biogás, e são considerados aspectos sócio-econômicos que podem viabilizar ou não o projeto de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo. This work is based on the development of a documental research on Clean Development Mechanism, supported by the application of a case study of the calculation of emission reductions and power generation considering biogas as an energy source. Possibilities of reduction of greenhouse gases are analyzed by generating power as an alternative clean source. The realization of a clean development project in Brazil is also studied through a scientific proposal with the calculation of emissions reductions coming from biogas. A technical analysis and socioeconomic aspects are presented that could support a Clean Development Mechanism project.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:43:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236835.pdf: 3768516 bytes, checksum: 721dcc906ced1b6584290afc0331afc5 (MD5) / O trabalho descreve o estudo, projeto e implementação de um conversor CA-CC de estágio único com correção do fator de potência, baseado na estrutura charge-pump voltage source, destinado para aplicações com potências entre 100 e 600 W, podendo ser utilizado como fonte de alimentação em diversos equipamentos eletrônicos. Esta estrutura visa obter fator de potência unitário e rendimento elevado, mostrando-se como uma solução alternativa às estruturas de dois estágios, bastante conhecidas, porém com custo elevado para esta faixa de potência, e aos filtros passivos, volumosos e pesados. Para facilitar a análise, a estrutura foi dividida nos dois estágios que a compõe. Cada estágio foi estudado separadamente, sempre tomando os devidos cuidados com as implicações de se interligar os dois. Para cada estágio são apresentados: princípio de funcionamento e equacionamento. Apresenta-se a metodologia de projeto para o cálculo dos componentes conforme especificações. Simulações numéricas e implementação prática do protótipo em laboratório também são apresentadas e discutidas, a fim de validar os estudos realizados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T11:53:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232785.pdf: 1394581 bytes, checksum: bf7368f4a4ec0562449e233848435da8 (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo o tratamento do problema de ampliação do carregamento de linhas de transmissão aéreas por meio do desenvolvimento de uma metodologia baseada em Lógica Difusa (Fuzzy) para o cálculo da temperatura superficial do condutor na linha e a estimação do seu valor até uma semana a frente. A pesquisa foi feita em duas etapas, na primeira foi feito o treinamento do sistema de inferência difuso empregado e na segunda foram feitas simulações para determinar os melhores valores para os seus parâmetros de ajuste e o seu comportamento na estimação da temperatura do condutor. Para o treinamento do sistema foram utilizados dados climáticos, amplitude de corrente e temperatura superficial do condutor, todos medidos em uma linha de transmissão real durante 31 dias consecutivos. Para determinar a quantidade de regras de inferência presentes no sistema, um algoritmo de agrupamento difuso foi empregado para organizar a massa de dados históricos em conjuntos. A cada conjunto desses uma regra foi definida, tendo seus parâmetros determinados através de uma técnica de regressão linear múltipla. As simulações foram feitas com uma parte dos dados históricos não utilizada no treinamento. Os baixos valores dos erros encontrados nessa última etapa mostram que a metodologia é viável e bastante promissora para os estudos na área de ampacidade. The present work has as objective the development of a Fuzzy Logic based methodology for the calculation of the conductor superficial temperature in an overhead transmission line and to estimate its value up to one week ahead. The research was made in two stages, the first in the training of the fuzzy inference system used and the second in simulations to determine the best values for their adjustment parameters and its behavior in the evaluation of the conductor temperature. Climate data, current and conductor superficial temperature were used for the system training. These values were measured in a real transmission line for 31 consecutive days. In order to set up the inference rules present in the system, a fuzzy cluster estimation method was used to organize the historical data in clusters and a recursive least squares method was used to determine the coefficients in the concluding parts of the rules. The simulations were made with a part of the historical data not used in the training. The low values of the errors found in the last stage show that the methodology is viable and quite promising for ampacity studies.