O presente trabalho propõe, como inovação, o limite superior para a energia da saída do sistema em malha fechada como índice de desempenho a ser usado no projeto de controladores robustos para amortecer oscilações eletromecânicas de baixa freqüência em sistemas de potência. A saída do sistema em malha fechada é especificada de forma que a energia da saída corresponda ao valor acumulado do desvio da energia cinética do sistema. O índice de desempenho proposto mostrou-se adequado ao problema de oscilações eletromecânicas. Tal índice de desempenho é utilizado na formulação de uma metodologia sistemática de projeto. O problema de controle é estruturado na forma de desigualdades matriciais lineares, permitindo a obtenção de uma solução numérica para o problema. A obtenção da solução do problema de controle proposto (energia da saída como índice de desempenho) exige menos dispêndio computacional, quando comparado com o tradicional fator de amortecimento mínimo na forma de posicionamento regional de pólos. Tal característica pode ser significativa para o tempo computacional requerido pelo projeto de controladores envolvendo modelos sistemas de potência de ordem elevada. O projeto de controladores de amortecimento robustos, baseados em modelos multimáquinas que dispensem a hipótese de existência de um barramento infinito, constitui a segunda parte da pesquisa proposta. Os problemas inerentes à hipótese do barramento infinito são resolvidos pelo uso de duas abordagens que não adotam tal hipótese. A primeira abordagem adotada refere-se ao uso de um modelo multimáquinas com o ângulo de uma das máquinas do sistema como referência angular. A segunda alternativa proposta é a incorporação do sistema primário de controle de velocidade no modelo multimáquinas referente à primeira alternativa. Além de resolver o problema referente ao uso do barramento infinito, o presente trabalho também propõe análises da influência da hipótese de tal barramento no projeto de controladores de amortecimento. A influência da hipótese do barramento infinito no projeto dos controladores é delineada por meio dos fundamentos expostos e dos resultados obtidos com as diferentes alternativas utilizadas / The present work proposes, as innovation, an upper bound for the output energy of the closed loop system to be used as a performance index in the design of robust controllers to damp low-frequency electromechanical oscillations in electric power systems. The output of the closed loop system is specified so that the output energy corresponds to the accumulated value of the kinetic energy deviation of the closed loop system. The performance index used in the procedure has shown to be suitable to the oscillation problem. The proposed performance index is used in the formulation of a systematic design methodology. The control problem is structured in the form of linear matrix inequalities, allowing a numerical solution to the control problem. The adopted performance index is less costly in terms of computational effort when compared with the traditional minimum damping ratio (performance index usually accepted in power system as small signal stability margin) via regional pole placement in the LMI formulation. This characteristic may be significant to the computational time required for the controller design involving large power system models. The robust damping controller design, based on multimachine models without the infinite-bus assumption, constitutes the second part of this research proposal. The problems inherent to the infinte-bus assumption are solved by means of two approaches which do not use such assumption. The first proposed approach refers to the use of a multimachine model adopting one machine angle of the system as angular reference. The second adopted approach is the incorporation of the primary speed control in the multimachine model regarding to the first approach. Besides solving the problem regarding to the use of infinite-bus assumption, the present work also proposes analyses of such assumption influence in the design of damping controllers. The influence of such assumption, in the design of the controllers, is outlined by means of exposed fundamentals and results obtained with the proposed approaches

Orientador: Percival Bueno de Araujo / Resumo: As perturbações ou variações de carga produzem oscilações eletromecânicas que devem ser amortecidas o mais rápido possível para garantir confiabilidade e estabilidade da rede. Neste trabalho apresenta-se uma análise do dispositivo FACTS Interline Power Flow Controller (IPFC) e o controlador Proporcional Integral (PI) no gerenciamento dos fluxos de potência e a influência dos Estabilizadores do Sistema de Potência (ESP) e do IPFC Power Oscillation Damping (POD) sobre a estabilidade do sistema elétrico de potência. Neste trabalho enfoca-se nos estudos de estabilidade a pequenas perturbações usando um Algoritmo Genético Adaptativo com Hiper-mutação (AGAH) para ajustar os parâmetros dos controladores suplementares de amortecimento, o Estabilizador de sistema de potência (ESPs) e o Power Oscillation Damping (POD) em forma coordenada. O AGAH tem como objetivo encontrar os parâmetros ótimos do controlador para melhorar o amortecimento fraco das oscilações de baixa frequência locais e inter-área. Neste trabalho representa-se o sistema de elétrico de potência com a inclusão do dispositivo Interline Power Flow Controller com o modelo de sensibilidade de corrente (MSC). Considera-se como sistema teste o sistema Simétrico de Duas Áreas e o sistema New England como o intuito de avaliar o algoritmo proposto. As simulações são feitas no ambiente do MatLab. Por fim, apresenta-se a comparação do algoritmo genético com o desempenho do algoritmo proposto. / Abstract: Small-magnitude disturbances happen to produce electro-mechanical oscillations which should be damped as quickly as possible to ensure reliability and stability of the network. This work presents an analysis of Interline Power Flow Controller (IPFC) FACTS device and PI controller to control and manage power flow and also how Power System Stabilizers and IPFC Power Oscillations Damping (POD) controller influence over an electric power system stability. This work focuses on small-signal stability studies using an Adaptive Genetic Algorithm with Hyper-mutation (AGAH) in order to tune controller parameters in a coordinated way ensuring proper damping. AGAH aims to find optimal controller parameters to enhance the poor damping of local and inter-area low frequency oscillations. This works represents the electric power system and Interline Power Flow Controller device by a current sensitivity model (CSM). This paper considers two areas 14 bus symmetrical power system and New England power system in order to assess proposed algorithm. Coding and Simulations take place in MatLab platform. AGAH and GA get compared by time convergence and performance. This paper shows AGAH is an interesting optimization technique which outweighs GA. / Mestre