Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-16T04:26:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:20:34Z : No. of bitstreams: 1 84643.pdf: 3005294 bytes, checksum: 56179868e12b89b77600ae5d5862c515 (MD5) / A presente dissertação apresenta um método de ajuste dos parâmetro dos sinais estabilizadores de sistemas de potência (ESP) derivados da velocidade e da potência elétrica em sistemas de potência multimáquinas. O ajuste é feito de forma coordenada, considerando as interações dinâmicas entre as máquinas, e visa posicionar os auto-valores associados aos modos eletro-mecânicos instáveis ou pouco amortecidos do sistema. A estrutura de controle adotada e descentralizada, isto é, composta de controladores locais (ESP's) que medem saídas locais e atuam somente sobre entradas locais. O método para posicionamento de pólos é interativo sendo que, em cada iteração, os valores de todos os controladores selecionados são ajustados. Considera-se que o numerador da função de transferência do ESP é quadrático, admitindo-se tanto o caso de zeros reais quanto de zeros complexos. Neste último caso, o problema de determinação dos parâmetros da função de transferência do ESP torna-se subdeterminado, e uma técnica de projeções ortogonais é aplicada para determinar o ajuste que apresenta o mínimo desvio em relação a um ajuste proposto. O método também permite o ajuste dos parâmetros dos ESP's quando o número de estabilizadores é menor do que o número de máquinas, dada a seleção prévia das máquinas a serem equipadas com ESP. A validação do método proposto é feita através de sua aplicação a três sistemas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276684.pdf: 2364541 bytes, checksum: a3dc48589dd0235134ca3614e4982ff4 (MD5) / O presente trabalho de dissertação aborda o uso de dados de medição fasorial sincronizada para o gerenciamento de ações de controle contra instabilidades que possam ser causadas por grandes perturbações nos Sistemas de Energia Elétrica (SEE). Os dados dos Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada (SPMS - Synchronized Phasor Measurement System) foram emulados a partir de simulações da dinâmica ele-tromecânica do sistema elétrico brasileiro para o caso de contingências no sistema de transmissão de Itaipu em 60 Hz (tronco de 765 kV). Tais contingências podem originar perdas de sincronismo, colapsos de frequência ou afundamentos de tensão no sistema elétrico brasileiro. O Sistema Especial de Proteção (SEP) proposto neste trabalho visa evitar estes fenômenos e atender ainda a um conjunto de critérios dinâmicos definidos pelo Operador Nacional do Sistema (ONS). O cumprimento desta tarefa foi obtido pela concepção de três formas de controle: ações de malha aberta com arquitetura baseada em eventos, que constam de uma agenda de alívio de geração baseada na diferença angular entre subestações como indicativo do carregamento do sistema; ações de ma-lha fechada com arquitetura baseada na resposta eletromecânica do sistema frente a distúrbios no tronco de 765 kV, que constam na construção do equivalente máquina-barramento infinito do sistema e na identificação do risco de perda de sincronismo em tempo real; e ações em malha fechada baseadas no monitoramento de grandezas elé-tricas das Unidades Geradoras (UG) de Itaipu 60 Hz e do tronco de 765 kV, que objeti-vam garantir que o sistema obtenha o desempenho requerido frente aos distúrbios es-pecificados. O SPMS proposto considera unidades de medição fasorial (PMU - Phasor Measurement Unit) em 36 gerações equivalentes do modelo eletromecânico considera-do, e nas subestações do tronco de 765 kV. Através de simulações de casos hipotéticos e de um estudo de caso foi observado que a utilização de dados sistêmicos, assim co-mo aqueles originados de SPMS, permite ações de controle mais seletivas quando comparadas às tradicionais ações de controle baseadas em eventos e simulações off-line, evidenciando ser potencialmente promissor a utilização dos SPMSs no SEP insta-lado no tronco de 765 kV. / This work investigates the influence of the Instrumentation Channels (ICs) in the synchronized phasor measurement accuracy. Studies are addressed to accuracy of ICs, in steady state, and modeling of its elements: Coupled Capacitive Voltage Transformers (CCVTs) Current Transformers (CTs), and control cables. The problem of error in current measurement under conditions of low loading of Transmission Lines (TL) is highlighted, as well as the importance of the burden on the accuracy of phasor measurements. The application of different methodologies for power flow calculation in TL and its parameters calculation are also investigated. Those studies are complemented by sensitivity analysis of these methodologies against phasor errors. Finally, a performance analysis involving the SPMS MedFasee Eletrosul prototype is presented, focusing on the detection and compensation of errors introduced by the phasor ICs involved. The presence of significant errors in the module and phasor angle is verified, depending on the loading level of the TL and the peculiarities of ICs. These characteristics are confirmed by sensitivity analysis applied to real cases.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T13:45:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230252.pdf: 709350 bytes, checksum: 3818b8aeaf3d9d8e3974bc825414f135 (MD5) / O presente trabalho baseia-se na realização de uma pesquisa de levantamento de campo com o objetivo de identificar trabalhos e pesquisas já realizadas e/ou que se realizarão, na área de conservação de energia, enfocando a população de consumidores de baixa renda, tendo em vista que, no Brasil, esse tipo de consumidor representa uma parcela expressiva no consumo de energia elétrica. Em posse do conhecimento dos trabalhos já desenvolvidos, o estudo avalia e tece a eficiência e o alcance dos programas realizados com as populações de baixa renda e levanta políticas e estratégias de conservação de energia para este segmento populacional. Os dados foram obtidos através da aplicação de um questionário a profissionais do setor elétrico, que estão diretamente envolvidos com o assunto. Os entrevistados foram selecionados por meio de uma amostra não probabilística buscando empresas ou instituições do setor elétrico que representassem todas as regiões do país. Como resultados, apresentam-se descrições por meio de gráficos das opiniões dos entrevistados, de acordo com a experiência de cada empresa e instituição, respeitando as características peculiares de cada região do Brasil. Como contribuição do trabalho, pode-se considerar o fato dessa pesquisa atuar como um banco de dados que revela dados atuais das experiências realizadas com programas de conservação de energia junto à população de baixa renda. O trabalho poderá ser utilizado como uma fonte de pesquisa quanto às barreiras, benefícios e resultados já encontrados quanto à realização deste tipo de pesquisa. Pela falta de informação dessas experiências na literatura existente, considera-se o tema original e relevante.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T10:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246963.pdf: 1135305 bytes, checksum: f48e80e90836ac7e897fb0f4149c36b6 (MD5) / O objetivo desta dissertação é examinar diversos métodos existentes para a alocação ótima dos requisitos dos serviços ancilares de reserva em sistemas de potência, tanto do ponto de vista teórico quanto no que se refere à suas implementações computacionais e propriedades. Considera-se uma estrutura de mercado competitiva, onde os agentes participantes ofertam lances de quantidade e preço. A liquidação é feita através de leilões e os requisitos de cada mercado são estabelecidos pelo operador independente do sistema. Objetiva-se comparar diferentes métodos de liquidação, onde a função objetivo e a forma de remuneração dos agentes selecionados diferem em cada estrutura. São considerados três mercados de reservas operativas qualificadas hierarquicamente: regulação, reserva girante e reserva não-girante. A interação entre os mercados é possível nos algoritmos implementados, quando implicar em menores custos na solução final, desde que respeitando a hierarquia estabelecida. As taxas de rampa para tomada de carga também são consideradas. Especificamente são apresentados três métodos para estabelecer a liquidação dos requisitos de cada mercado de forma ótima: Mínimo Custo Social Revelado, Comprador Racional e Pagamento Conforme a Oferta. Um sistema-teste com seis agentes geradores é utilizado para gerar estudos de casos retratando situações típicas e os resultados correspondentes são analisados no decorrer do trabalho. As análises são feitas considerando um cenário de demanda fixa e também o atendimento a uma curva de demanda baseando-se em uma curva de carga. The objective of this work is to examine distinct methods recently proposed for ancillary service procurement in the context of reserves for both regulation and reliable operation of electric power systems. Both theoretical properties and computational implementation of such methods are considered. A competitive market structure is assumed where participants make bids composed of quantity (in MW) and price to the market operator. The reserve market requirements are established by the operator, and markets are cleared through auction mechanisms. Several methods for market clearing are evaluated, where the objective function and the way the participants are remunerated characterize each structure. Three reserve markets are considered, in hierarchical order: regulation, spinning reserve and non-spinning reserve. Interactions between markets are possible whenever that leads to more efficient solutions, respecting the above hierarchical order. Generating unit ramping rates are also taken into account. Specifically, three clearing methods for reserve markets are examined, namely, Minimum Revealed Social Cost, Rational Buyer and Pay-as-Bid. A test system involving six generating agents is employed to carry out typical study cases, whose results are analysed in this thesis. Such studies consider both a fixed demand scenario and the provision of reserves following time-varying reserve requirements which follow a typical daily load curve.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:04:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 248434.pdf: 3766643 bytes, checksum: 576aa30dca25990f1a0d9c6f70e06112 (MD5) / O presente trabalho apresenta um estudo do estado da arte sobre Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada (SPMS - Synchronized Phasor Measurement System), com ênfase em suas potenciais aplicações, e o desenvolvimento de metodologias para análise do comportamento dinâmico de Sistemas de Energia Elétrica (SEE), utilizando métodos paramétricos. A análise do estado da arte apresenta uma revisão teórica sobre as principais aplicações de SPMS, as quais foram categorizadas em: básicas; de monitoramento; de controle-proteção; e especiais. Destacam-se algumas experiências práticas, bem como uma síntese do estágio de desenvolvimento de tais aplicações, em diversos países. Descrevem-se ainda algumas experiências envolvendo a tecnologia de medição fasorial no Brasil. Em relação à análise da dinâmica de SEE, apresenta-se uma metodologia baseada no método de Prony e nos modelos Auto-Regressivo (AR) e Auto-Regressivo de Média Móvel (ARMA). Esta metodologia é utilizada para a identificação e a caracterização de oscilações eletromecânicas, em termos de freqüência de oscilação, taxa de amortecimento, fatores de participação e mode shapes. São realizadas simulações e estudos de caso com dados reais do Sistema Interligado Nacional (SIN), baseado em registros de um protótipo de Sistema de Medição Fasorial Sincronizada. Os resultados obtidos demonstram o grande potencial de SPMS, assim como o bom desempenho da metodologia implementada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250086.pdf: 1000379 bytes, checksum: 6a4ae3a6aa7d1f247fe2f7de2106e9c4 (MD5) / Esta dissertação apresenta contribuições à análise dos métodos de fluxo de carga de varredura aplicados às redes primárias de distribuição radiais e fracamente malhadas, com foco no método de soma das correntes e soma das potências. Destaca-se como contribuição, uma nova abordagem para o cálculo do fluxo de carga baseada no método de soma das potências, e na utilização da técnica de rotação de eixos. Desenvolveu-se também um método de varredura para aplicações em redes fracamente malhadas, considerando-se a representação do efeito capacitivo das linhas de distribuição, reguladores de tensão, bancos de capacitores fixos e automáticos, assim como geração distribuída com controle de tensão na barra de interconexão. Ainda como contribuições, analisaram-se matematicamente as propriedades de convergência dos métodos de soma das correntes e soma das potências, por meio do teorema do ponto fixo para contrações. Apresentam-se condições que se verificaram suficientes para a convergência dos métodos, assim como uma prova formal da convergência do método de soma das correntes, convergência esta independente da escolha da solução inicial. Ademais, deduz-se a taxa de convergência dos métodos, e prova-se a dependência dessas taxas para com o carregamento das redes. Por fim, formulam-se limitantes para com o desvio entre a solução do fluxo de carga e um estado de tensão obtido pelos métodos. Todas as formulações e análises foram validadas em simulações com redes de distribuição obtidas na literatura, assim como redes reais de concessionárias brasileiras.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261709.pdf: 2441256 bytes, checksum: 616cbfe50db2db115a3730b948c9938e (MD5) / Os sistemas de medição fasorial sincronizada (SPMS) também conhecidos como Wide-Area Measurement Systems (WAMS) apresentam-se como um novo paradigma no processo de monitoração do sistema elétrico. Estes sistemas são capazes de medir fasores, distantes geograficamente, com taxas de amostragem muito superiores aos tradicionais sistemas SCADA. Por meio dos SPMS é possível realizar uma monitoração da dinâmica do sistema elétrico. Aplicações de monitoração que utilizem dados de SPMS vêm sendo bastante exploradas na área de sistemas de energia. Alguns operadores já contam com este sistema disponível na sala de controle. Em termos de pesquisa, questiona-se de que maneira os dados de SPMS podem vir a melhorar o desempenho dinâmico do sistema elétrico. Diversos trabalhos são encontrados na literatura apresentando o seu potencial para a melhoria dos atuais esquemas de controle e proteção. O objetivo do presente trabalho é de investigar a potencialidade da utilização de dados fasoriais sincronizados na melhoria da estabilidade angular a pequenos sinais dos sistemas elétricos. Diferentes esquemas de controle são encontrados na literatura para este fim. Especificamente, neste trabalho, o objetivo principal é o de explorar um esquema de controle hierárquico constituído de duas camadas, sendo uma descentralizada (local) e outra centralizada (localizada no centro de operação). O projeto de controladores hierárquicos considerando sinais de medição fasorial apresentam muitos desafios entre os quais a existência de atrasos no processo de medição e controle, controladores com realimentação de saídas de baixa ordem e seleção de pontos de medição e controle. Duas abordagens baseadas em métodos de otimização analíticos e paramétricos são apresentadas para a realização deste projeto. Como método analítico utiliza-se o do controle ótimo, e como método paramétrico o de busca direta e híbrido. Destaca-se a aplicação original do método híbrido, e que inclui o método do gradiente amostrado que apresenta potencial para o projeto de controladores centralizados na área de sistemas elétricos de potência. Adicionalmente, são também apresentados métodos para seleção de sinais adicionais e pontos de medição e controle, baseados em análise modal. Finalmente, métodos explorados são aplicados para o projeto de controle hierárquico de dois sistema elétricos de diferente porte. O desempenho do sistema é avaliado para diferentes perturbações e condições de operação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232186.pdf: 1444605 bytes, checksum: 4d249451b4c8fb90e75e2d32c5bdd3a4 (MD5) / Este trabalho baseia-se no estudo da metodologia do cálculo de custos marginais de expansão, aplicados na elaboração das tarifas de energia elétrica, para diferentes classes de consumidores de cada nível de tensão. Atualmente são aplicadas as metodologias da Lei da quantidade de obra (LQO) e do Custo Incremental Médio de Longo Prazo (CIMLP). Estes Custos Marginais são aplicados para cada nível de tensão considerado e posteriormente um estudo estatístico é realizado a fim de alocar os custos às classes de consumidores relevantes do sistema em um estudo de agrupamento de consumidores. No presente trabalho, um caso exemplo foi elaborado a fim de mostrar possíveis distorções quando da não aplicação de tarifas personalizadas para cada perfil de carga representativo. Desta forma, muitos consumidores podem ter seus custos baseados em um perfil de carga que não corresponde ao seu verdadeiro comportamento de carga. O Estudo realizado neste trabalho mostra a necessidade da aplicação de diferentes tarifas de energia elétrica para cada grupo consumidor com base no seu perfil de carga e no nível de tensão em que está conectado, de forma que sejam preservados os princípios da neutralidade que visa garantir próximo da igualdade a relação entre a tarifa paga pelo consumidor e seu custo marginal, da igualdade que prevê a tarifação de forma semelhante para todos os consumidores, e o princípio da eficácia que visa o incentivo ao uso racional de energia.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:12:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269453.pdf: 565426 bytes, checksum: e31653e28c11e328608111ec500b39aa (MD5) / A otimização de portfólios de contratos de energia é um problema complexo e atual, associado com a atividade de comercialização de energia elétrica. No Brasil essa atividade ocorre em dois ambientes, Ambiente de Contratação Livre (ACL) e Ambiente de Contratação Regulado (ACR). Os agentes envolvidos neste ambiente interessados em otimizar seus portfólios têm que levar em consideração não somente o montante a ser comercializado, mas também os riscos associados ao preço da energia no mercado de curto prazo e as formas de mensurar esses riscos, transformando-se em um problema de otimização multiobjetivo. Além disto, a utilização de contratos de opção, bilaterais e flexíveis são também meios de fornecer hedging (cobertura contra riscos) aos agentes comercializadores. Neste trabalho é proposta uma técnica de Algoritmo Genético Multiobjetivo, que incorpora as funções objetivo de Markowitz, Value-at-Risk e Conditional Value-at-Risk, como também contratos derivativos, para a construção de uma fronteira eficiente de portfólios de ativos, sendo os ativos testados os contratos de energia elétrica e ações em bolsa de valores, podendo ser expandido a outros tipos de ativos. Sendo assim, o objetivo do trabalho não é encontrar um portfólio ótimo, mas sim fornecer um conjunto de soluções ótimas de Pareto. Isso permite que os agentes avaliem em conjunto as medidas de risco e de retorno para definição de seu portfólio de energia elétrica, entre outros tipos de portfólios. Ao final esta metodologia é validada com problemas realísticos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:41:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 254903.pdf: 1266224 bytes, checksum: 4f17773e0b335f22d0b5c743aa9cb181 (MD5) / Este trabalho apresenta uma proposta de gerenciamento do congestionamento da transmissão para sistemas hidrotérmicos com objetivo de minimizar o risco da comercialização de energia elétrica associado à incerteza de custos advindos do congestionamento da transmissão. Nesta proposta são definidas regras básicas para oferta de Contratos de Congestionamento da Transmissão, financiados com recursos do Excedente Financeiro, os quais constituem mecanismos de proteção financeira que permite aos agentes do mercado adquirir ex-ante uma capacidade para transmissão de energia elétrica. As regras elaboradas têm por princípios os fundamentos de mercado e se dividem em duas fases. A primeira fase é dedicada exclusivamente aos agentes que compartilham a energia elétrica gerada pelo pool de usinas hidrelétricas do sistema e consiste na distribuição gratuita desses contratos. A segunda fase é de livre participação para todos os agentes do mercado e consiste na realização de leilões periódicos para aquisição de tais contratos. Um exemplo de aplicação numérica, emulado a partir de um cenário baseado em estudos da operação real do sistema, é apresentado com propósito de analisar a estrutura para alocação dos Contratos de Congestionamento da Transmissão e demonstrar os resultados obtidos. This work presents a proposal of transmission congestion management for hydrothermal systems with the objective of minimizing the energy commercialization risk associated with the uncertainty of costs by transmission congestion. In this proposal there are defined basic rules to offer the Contracts of Congestion of the Transmission, which are financed by resources of the merchandising, which constitute mechanisms of hedge that allows market players to acquire ex-ante a capacity for transmission of energy. The elaborated rules follow the market foundations and they are divided into two phases. The first phase is dedicated to players that share the electricity produced by the pool of hydro electrics units of the system, which consists of the free distribution of these contracts. The second phase is open to all market players and consists of the accomplishment of periodic auctions for acquisition of such contracts. An example of numerical application, emulated with data based on studies of the real operation of the system, is presented with the purpose of analyzing the structure of allocation of the Contracts of Congestion of the Transmission and also with the aim of illustrating the proposed application.