Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-20T14:06:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-20T14:06:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-20T14:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) Previous issue date: 2018-01-19 / O presente trabalho aborda o desenvolvimento de modelos computacionais em ambiente Simulink/Matlab, a fim de simular a operação em aplicações isoladas e/ou interligadas à rede elétrica de uma minirrede de distribuição de energia elétrica com sistemas híbridos de produção de eletricidade, pertencente ao Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), da Universidade Federal do Pará, no campus de Belém. O trabalho também descreve o sistema híbrido e seus componentes (sistemas de geração, sistemas de condicionamento de potência, minirrede e cargas propostas), bem como os modelos matemáticos, apresentando as equações dos componentes, aplicadas a estudos dinâmicos. Em seguida, os modelos dos componentes que constituem o sistema são validados e analisados a partir de dados experimentais. Apresenta-se também como resultado a integração dos modelos propostos do sistema híbrido, simulando-se três diferentes estratégias ou modos de operação como estudo de caso. O modelo desenvolvido possui a função de auxiliar esses estudos, simplificando a análise e propiciando diferentes possibilidades de simulações em curtos tempos de processamento. O objetivo principal do trabalho é disponibilizar um modelo computacional capaz de simular o comportamento de um sistema híbrido em condições de operação conectada à rede convencional ou de forma isolada. / This work is about the development of computational models in Simulink/Matlab workspace, that simulate the operation in islanded or grid connected mode of electrical energy distribution microgrid with hybrid resources, belonging to the Group of Studies and Development of Energy Alternatives (Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas - GEDAE) of Universidade Federal do Pará (UFPA), in the Campus of Belém. This paper also describes the hybrid systems and its components (generation systems, power conditioners, microgrid and proposed loads), also the mathematical models, presenting the equations of components applied to dynamic studies. Then the component models that compose the system are validated and analyzed based on the experimental data. It also presents the integration of the proposed models of the hybrid system, simulating three different strategies or modes of operation as a case study. The developed model has the function of helping these studies, simplifying the analysis and providing different possibilities of simulations in short processing time. The principal aim of the work is to make available a computational model able to simulate in detail the behavior of a hybrid system in connected or isolated of conventional power grid operation conditions.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-11-17T12:33:07Z No. of bitstreams: 1 Leandro Marcio Langoski_.pdf: 1055769 bytes, checksum: 05ac48d6db85bfa21f53dd99ca78b6ea (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-17T12:33:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Marcio Langoski_.pdf: 1055769 bytes, checksum: 05ac48d6db85bfa21f53dd99ca78b6ea (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Nenhuma / Este trabalho aborda os Sistemas Produto-Serviço (PSS), uma estratégia de inovação com o propósito de integrar produto e serviço visando atender as necessidades do cliente e reduzir os impactos ambientais. O objeto empírico é a geração de energia fotovoltaica, e, utilizando-se do estudo de caso, trabalha-se com dois tipos de PSS: o orientado ao produto e o orientado ao uso. Com a REN 482/2012, a ANEEL permitiu a geração distribuída, ou seja, uma residência, indústria ou comércio pode gerar a sua própria energia. A tese analisa como ocorre a escolha de um PSS na geração de energia fotovoltaica. Para isso, três atores são investigados: distribuidoras de energia elétrica, empresas que comercializam equipamentos de geração de energia FV e os consumidores (pessoa jurídica). Alguns itens são debatidos nas análises, como as táticas de implementação de um PSS (contratos, marketing, design de produto e serviço, e rede de atores), sustentabilidade e a cadeia da energia elétrica no Brasil. Os resultados apontam que novidades tecnológicas, equipamentos de longa duração e o modelo de mercado tradicional podem influenciar na escolha de um PSS e, assim, determinar o modelo de negócio. / This thesis approaches the Product-Service Systems (PSS), an innovation strategy with the purpose of integrating product and service in order to meet customer needs and reducing environmental impacts. The empirical object is the generation of photovoltaic energy, and, by using the case study, works with two types of PSS: the product-oriented and the use-oriented. With REN 482/2012, ANEEL allowed the distributed generation, that is, a residence, industry or enterprise can generate their own energy. The thesis analyzes how to choose a PSS in the generation of photovoltaic energy. For this, three parties are investigated: electric power distributors, companies that sell PV power generation equipment and consumers (legal entity). Some items are discussed in the analysis, such as the tactics of implementing a PSS (contracts, marketing, product and service design, and network of the actors), sustainability and the electric energy chain in Brazil. The results indicate that technological innovations, long-term equipment and the traditional market model can influence the choice of a PSS and, thus, determine the business model.

O objetivo deste estudo foi a elaboração e testes simulados, com dados elétricos reais, de metodologia para a operação de geração distribuída (GD) fotovoltaica, em baixa tensão e com exportação de excedentes, em sistemas de distribuição reticulado. A metodologia superou as limitações impostas pelos equipamentos de proteção chamados Protetores de Rede, inerentes à topologia de distribuição do tipo reticulado. Tais equipamentos inviabilizam a geração distribuída, que exporta excedentes para a rede externa por desconectarem os transformadores de média para baixa tensão, causando o ilhamento da GD, sempre que existir um fluxo de potência reverso, ou seja, no sentido do cliente para a concessionária. O objetivo foi alcançado por meio da criação de um simulador de subestação de reticulado exclusivo (Spot) de três transformadores nos qual os comportamentos dos protetores de rede eram testados com dados de fluxo de potência reais aquisitados em subestações de reticulado em Brasília (concessionária CEB) e em subestação do Instituto de Energia e Ambiente (IEE), da Universidade de São Paulo, onde existe uma instalação geradora fotovoltaica de 12kWp. Novos comportamentos dos protetores de rede foram simulados para compatibilizar tal fluxo reverso de potência e parâmetros críticos foram levantados. Nas simulações, encontraram-se caminhos viáveis de promover estas conexões com segurança e simplicidade. Estes novos comportamentos podem ser implementados no firmware dos relés de protetores de redes microprocessados. / The aim of this study was to develop and test a methodology for operation of photovoltaic distributed generation (DG) on secondary side of the Spot and Grid Network types of electricity distribution systems, allowing for the export of excess energy. This methodology did overcome the limitations imposed by the protective equipment known as Network Protector (NP), a standard equipment on secondary network distribution topology. Such equipments make exporting energy from distributed generation systems to the grid unfeasible because of the operational aspects of Network Protectors. This devices will disconnect the transformers whenever there is a reverse power flow, i.e. towards the utility, causing the islanding of the DG. The objective was achieved through the conception of a simulator for a Spot Network substation with three transformers where the behaviors of network protectors could be tested. Those simulations were performed with actual power flow data from real network substations in Brasilia city (CEB utility area) and the substation at the Institute for Energy and Environment (IEE) at the University of Sao Paulo, where a photovoltaic generating facility of 12kWp exists. New behaviors were simulated in order to make the NPs to manage the expected reverse power flow successfully. The most important parameters for the model were explained. Viable ways to connect exporting photovoltaic DG to secondary networks safely and simply have been found by means of these simulations. These new behaviors could be embedded in the firmware of the NP´s microprocessor based relays.

A inserção de geradores distribuídos nas redes de distribuição de energia elétrica está aumentando consideravelmente devido à possibilidade de maior proximidade destes geradores com os mercados consumidores, fatores ambientais, aprimoramentos das tecnologias atuais de geração de energia elétrica e desenvolvimentos de outras novas, alterações de legislações e incentivos governamentais. Este novo cenário traz também a necessidade de maior atenção devido à possibilidade de ocorrência de ilhamentos não intencionais. Nestas situações, o gerador distribuído deve ser desconectado imediatamente após a detecção do evento. Métodos tradicionais, como relés de tensão e de frequência, mostram bom desempenho quando há um elevado desbalanço entre as potências geradas e as potências das cargas ilhadas. Nos casos de pequenos desbalanços de potência, o ilhamento pode não ser detectado por esses métodos. Neste contexto, este trabalho visa desenvolver um sistema de detecção de ilhamentos em sistemas de distribuição por meio da utilização de uma rede neural artificial do tipo Perceptron multicamadas. Utilizando-se uma rede neural devidamente treinada para o sistema elétrico estudado, obteve-se um bom desempenho na detecção de ilhamento, obtendo-se elevadas taxas de acerto. Além disso, o método proposto foi capaz de diferenciar corretamente situações normais de operação do sistema, tais como chaveamento de blocos de cargas, das situações de ilhamento. Os mesmos cenários foram testados utilizando as proteções convencionais de tensão, frequência e de taxa de variação de frequência, a fim de obter a comparação com o método proposto. Como resultado, o método baseado na rede neural apresentou desempenho superior aos demais sistemas de proteção, detectando o ilhamento dentro da faixa de 2 segundos em todos os casos simulados neste trabalho. / The penetration of distributed generators into the power distribution systems has been increasing significantly due to the possibility of generating power next to the consumers, environmental issues, improvement and development of the generation technologies, regulatory changes and governmental incentives. This new scenario requires special attention to the possibility of unintentional islanding. In this situation, the distributed generator must be disconnected immediately after an islanding occurrence. Traditional anti-islanding protection schemes, such as voltage and frequency-based relays, are effective to detect islanding if there is a big power imbalance between generation and load inside the island. On the other hand, they may fail if the power imbalance is small. In this context, this work presents a new islanding detection method based on a Perceptron Multi-layer neural network. By using a neural network properly trained for the distribution system under study, the method has presented good performance with high islanding detection successful rates. Moreover, the proposed method was capable of distinguish the islanding occurrence from normal transient operating conditions, such as load switching. The same operating scenarios were used to test voltage, frequency and rate of change of frequency protection in order to perform a comparison with the proposed method. As result, the method presented superior performance detecting the islanding faster than 2 seconds in all the cases simulated in this work.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:09:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_MetodologiaPlanejamentoInsercao.pdf: 2822584 bytes, checksum: a08ecdd8c5a5bc0b05657669d7d74bac (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-15T12:49:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_MetodologiaPlanejamentoInsercao.pdf: 2822584 bytes, checksum: a08ecdd8c5a5bc0b05657669d7d74bac (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-15T12:49:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_MetodologiaPlanejamentoInsercao.pdf: 2822584 bytes, checksum: a08ecdd8c5a5bc0b05657669d7d74bac (MD5) Previous issue date: 2013 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Fontes renováveis de energia baseadas na geração fotovoltaica (GFV) são alternativas energéticas promissoras para a complementação da geração elétrica convencional e centralizada, como usinas térmicas a diesel que suprem potência para redes elétricas isoladas em cidades e localidades remotas na Amazônia. A alocação e o dimensionamento de geradores para aplicação como geração distribuída (GD) é um problema desafiador, com implicações técnicas e econômicas, relacionadas ao planejamento, projeto e operação da rede e, particularmente, a GFV em função das condições ambientais, principalmente radiação solar e temperatura ambiente. Esta tese apresenta uma metodologia analítica para alocar e dimensionar a potência ativa de unidades de geração fotovoltaica, composta pelo gerador FV integrado ao inversor CC/CA (GDFV) para integração, de forma concentrada ou dispersa em redes isoladas de média tensão, e contempla o atendimento de múltiplos objetivos, melhoria do perfil de tensão da rede, redução das perdas ativas e redução da participação da geração a diesel, proporcionando redução no consumo de óleo diesel e, consequentemente, redução da poluição ambiental. A solução global do método proposto constitui um compromisso em relação a esses objetivos, apresentando ponderações diferenciadas para os mesmos, de acordo com prioridades estabelecidas no planejamento do sistema elétrico sob estudo. Para validação da metodologia proposta, foram modeladas e simuladas as redes de 33 e 69 barras do IEEE e um sistema elétrico isolado, cuja usina térmica a diesel supre alimentação para a cidade de Aveiro-PA, Região Amazônica, obtendo-se como resultados dessas simulações melhoria significativa no perfil de tensão, redução nas perdas ativas e na potência de geração a diesel, de acordo com indicadores técnicos que permitem a avaliação quantitativa da integração da GDFV na rede elétrica. / Renewable energy sources based on photovoltaic generation (PVG) are promising energy alternatives to complement conventional, centralized power generation, as the diesel thermal plants supplying power to isolated grids in cities and remote locations in the Amazon Region. The allocation and sizing of generators for distributed generation application (DG) is a challenging problem, with technical and economic implications related to the planning, design and operation of these systems. Particularly, the PVG presents added difficulty as it is a function of environmental conditions, mainly temperature and solar radiation. This thesis presents an analytical methodology to allocate and size active power photovoltaic generation units with embedded DC/AC inverter (PVGI) to be integrated as concentrated or dispersed generation in isolated medium voltage electrical grids. The proposed methodology considers multiple objectives to be reached namely: improving the electrical grid voltage profile; reducing active power losses; and reducing the diesel generation participation, providing, this way, a reduction in diesel oil consumption and in the environmental pollution. The global obtained solution of the proposed method is a weighted commitment to these goals, presenting different weights according to priorities established in the electrical system under planning. To validate the proposed methodology, the IEEE 33 and 69 buses networks and an isolated real electrical system were modeled and simulated. The real electrical system is located in Aveiro City, in the Amazon region, Brazil. The simulation results obtained demonstrated that the proposed methodology is effective in providing a solution with significant improvement in voltage profile, active power losses reduction, and diesel generation participation reduction, according to viable technical and economic indicators to the PVGI integration in the isolated electrical grid.

Submitted by DARWIN ALEXIS QUIJANO RODEZNO (alexisqr@yahoo.es) on 2018-05-08T15:12:06Z No. of bitstreams: 1 TeseDarwinQuijano.pdf: 3515679 bytes, checksum: f52d72089eda5a3bb15b367d3afbf33a (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-05-08T17:48:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 quijanorodezno_da_dr_ilha.pdf: 3515679 bytes, checksum: f52d72089eda5a3bb15b367d3afbf33a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T17:48:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 quijanorodezno_da_dr_ilha.pdf: 3515679 bytes, checksum: f52d72089eda5a3bb15b367d3afbf33a (MD5) Previous issue date: 2018-04-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Atualmente, existe uma tendência para aumentar a participação da Geração Distribuída (GD) baseada em Fontes de Energia Renováveis (FER) no suprimento do consumo global de energia elétrica. Esta tendência está sendo impulsionada principalmente por iniciativas governamentais destinadas a aumentar a eficiência energética, aumentar o uso da energia proveniente das FER e reduzir as emissões de gases de efeito estufa. No entanto, à medida que seu nível de penetração aumenta, a GD pode dar origem a um sistema incapaz de fornecer energia de forma confiável e de acordo com os padrões de qualidade. Nesse cenário, a Gestão de Redes Ativas (GRA) surge como uma alternativa para a integração de grandes montantes de GD. A GRA promove a disponibilização de instrumentos comerciais e regulatórios, e o fornecimento das redes de distribuição com tecnologias de automação para procurar serviços ancilares e flexibilidade a partir da GD. A GRA requer o desenvolvimento de ferramentas computacionais para coordenar a implementação de esquemas de controle inteligentes, chamados de esquemas de GRA, a fim de otimizar a utilização e operação das redes. Neste trabalho, são propostos modelos de otimização e técnicas de solução para a GRA considerando a integração de GD solar fotovoltaica e eólica e a eficiência energética. O primeiro modelo é desenvolvido para determinar a capacidade máxima de GD que pode ser alocada em uma rede de distribuição quando se considera o efeito da tensão na eficiência das cargas. No segundo modelo, o procedimento de controlar os níveis de tensão para reduzir a demanda das cargas é implementado para economia de energia e para o balanço de geração e demanda, através de uma estratégia projetada para o planejamento da operação de redes de distribuição ativas. Em ambos os modelos as incertezas são consideradas através de formulações de programação estocásticas de dois estágios. Os esquemas de GRA considerados são o controle coordenado da tensão através de reguladores de tensão e transformadores com comutador de tap sob carga, suporte de potência reativa através da GD, e corte de geração. A técnica de solução envolve a discretização das funções de densidade de probabilidade que definem os parâmetros incertos através de um processo de geração e redução de cenários. Depois, o método de decomposição de Benders é aplicado para reduzir o esforço computacional necessário para resolver os problemas formulados. Os algoritmos desenvolvidos foram testados em dois sistemas teste IEEE e os resultados mostraram benefícios importantes para a integração de GD e a eficiência energética. / Nowadays, there is a trend to increase the participation of distributed generation (DG) based on renewable energy sources in supplying the global electricity consumption. This trend is being driven mainly by government initiatives to increase energy efficiency, convert the energy use to renewable sources and reduce greenhouse gas emissions. However, as its penetration level increases, the DG can give rise to a system unable to deliver energy reliably and according to quality standards. In this scenario, active network management (ANM) emerges as an alternative for the integration of large amounts of DG. ANM promotes the availability of commercial and regulatory instruments and the provision of distribution networks with automation technologies for procuring ancillary services and flexibility from the DG. ANM requires the development of computational tools to coordinate the implementation of intelligent control schemes, called ANM schemes, in order to optimize the utilization and operation of distribution networks. In this work, optimization models and solution techniques are proposed for ANM considering the integration of solar and wind-based DG and energy efficiency. The first model is developed to determine the maximum capacity of DG that can be allocated in a distribution network when considering the effect of voltage on load efficiency. In the second model, the procedure of controlling the voltage levels to reduce the load demand is implemented for energy saving and for balancing the demand and generation, in a strategy designed for the operation planning of active distribution networks. In both models the uncertainties are considered through two-stage stochastic programming formulations. The ANM schemes considered are the coordinated voltage control through voltage regulators and transformers with on-load tap changer, reactive power support from the DG, and DG generation curtailment. The solution technique involves the discretization of the probability density functions that define the uncertain parameters through a scenario generation and reduction process. Then, the Benders decomposition method is applied in order to reduce the computational effort required to solve the formulated problems. The developed algorithms were tested in two IEEE test systems and the results showed important benefits for the integration of DG and energy efficiency. / 2014/14201-0 e 2015/12911-3

Orientadora: Lina Paola Garces Negrete / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2013

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-03-27T12:32:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thaissa de Melo Cesar - 2018.pdf: 17977918 bytes, checksum: aef850db04513a76a546a025583e8e42 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-03-27T14:27:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thaissa de Melo Cesar - 2018.pdf: 17977918 bytes, checksum: aef850db04513a76a546a025583e8e42 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T14:27:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thaissa de Melo Cesar - 2018.pdf: 17977918 bytes, checksum: aef850db04513a76a546a025583e8e42 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a study on the application of the wavelet transform in the monitoring and analysis of the power quality and in the detection of islanding conditions in distributed generation systems, addressing a grid connected photovoltaic system as a case study. Initially, an introduction about distributed generation systems, standards and requirements for operation was made. Next, the concepts and parameters related to electric power quality and islanding conditions are presented. Then a review of the wavelet transform is presented, showing the concept of multiresolution analysis and the main applications in the topic addressed. The wavelet transform is an important contribution to time-frequency localization methods for the analysis of transient signals. A multiresolution analysis was proposed through the discrete wavelet transform for voltage analysis at the common coupling point between the generation system and the electric grid. The standard deviation and the variation of the details coefficients of the wavelet transform were used for the detection and classification of disturbances. In the application of the method, pure sine-wave voltages with different types of disturbances were considered: voltage sag, voltage sweel, interruption, oscillatory transients and noise. And three cases of dynamic island detection were simulated with a grid connected photovoltaic system. The results obtained are presented and discussed for validation of the wavelet transform application in the analysis of grid connected photovoltaic systems. / Este trabalho apresenta um estudo sobre a aplicação da transformada wavelet no monitoramento e análise da qualidade da energia elétrica e na detecção de ilhamento em sistemas de geração distribuída, abordando como estudo de caso um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica. Inicialmente é feita uma introdução sobre os sistemas de geração distribuída, as normas e requisitos para operação. Em seguida são apresentados os conceitos e parâmetros relativos à qualidade de energia elétrica e condições de ilhamento. Depois é mostrada uma revisão da transformada wavelet, apresentando o conceito de análise multirresolução e as principais aplicações no tema abordado. A transformada wavelet é uma importante contribuição para métodos de localização tempo-frequência na análise de sinais transitórios. Foi proposta uma análise multirresolução através da transformada wavelet discreta para análise da tensão no ponto de acoplamento comum entre o sistema de geração e a rede. O desvio padrão e a variação dos coeficientes de detalhes da transformada foram utilizados para a detecção e a classificação dos distúrbios. Na aplicação do método, foram consideradas tensões senoidais puras e com diferentes tipos de distúrbios: afundamento, elevação, interrupção, transitórios oscilatórios e ruídos. E foram simulados três casos de detecção de ilhamento dinâmica em um sistema fotovoltaico conectado à rede. Os resultados obtidos validam a proposta de aplicação da transformada wavelet na análise de sistemas fotovoltaicos conectados à rede.

O crescimento da demanda por eletricidade tem promovido a diversificação da matriz energética em termos de fontes primárias, porte de geração e alocação dos geradores. Neste cenário, a inserção de geradores de pequeno porte nos sistemas de distribuição tem causado a descentralização da produção de energia elétrica e, no contexto nacional, o alto potencial para geração de eletricidade através de pequenas centrais hidrelétricas e usinas de cogeração tem dado destaque aos geradores síncronos distribuídos. Contudo, é necessário avaliar as implicações da presença dos geradores síncronos em sistemas de distribuição e avaliar se as metodologias já consagradas de análises, operação e normalização técnica estão adequadas. Dentre as principais peculiaridades dos sistemas de distribuição estão a proximidade dos geradores às cargas e a presença de eventos aleatórios de maior amplitude, tais como variações de carga que ocorrem natural e intermitentemente no sistema. Além disso, problemas relacionados a oscilações eletromecânica mal amortecidas podem agora ocorrer em níveis de distribuição e deve-se estabelecer um procedimento para identificação destes modos. Entretanto, o procedimento usual para o estudo de estabilidade a pequenas perturbações pode se tornar inviável, pois a construção do modelo completo é de extrema complexidade e os parâmetros dos elementos em níveis de distribuição são de difícil obtenção. Para reverter estes problemas citados, esta pesquisa oferece um procedimento alternativo para a obtenção dos modos de oscilação eletromecânica em sistemas de distribuição, sugerindo a estimação modal através de dados ambiente. / The electricity demand increase has promoted the energy matrix diversification in terms of primary sources, generation size and allocation of generators. In this scenario, the insertion of small sized generators in distribution systems has caused the power production decentralization and, in the national context, a high potential for generating electricity through small hydroelectric power plants and cogeneration plants has drawn attention to distributed synchronous generators. However, it is necessary to assess the implications of synchronous generators presence in distribution systems and evaluate if the current methodologies of analysis, operation and technical standards are appropriate to this context. Among the main distribution systems particularities, there are the proximity of generators to loads and more significant random perturbations conceptualized as load switching. In addition, problems related to lightly damped modes can occur in distribution and there is a need to establish a procedure for modal identification. However, the usual procedure for the small-signal stability analysis is not adequate to this problem, because the model construction is very complex and the parameters in distribution are very difficult to obtain. To face the challenges, this research provides an alternative procedure for obtaining electromechanical modes in distribution systems, suggesting modal estimation techniques that use measured ambient data.

Com o advento da geração distribuída foi permitido aos sistemas de distribuição a possibilidade de operação de forma ilhada dos sistemas interligados de grande porte. Apesar de suas vantagens, do ponto de vista técnico, ainda existe uma série de desafios que necessitam ser superados para a plena aplicação desse conceito. Um desses desafios é definido pela transição dos modos operativos dos geradores distribuídos durante o processo de ilhamento. Da forma em que é reportada na literatura, infere-se que tal transição é realizada de um modo inadequado, amplificando os transitórios observados nas grandezas do gerador distribuído - e por consequência, da rede em que o mesmo se conecta - durante o processo de ilhamento, o que não é desejável. No contexto apresentado, a principal contribuição desta pesquisa está em propor uma estrutura híbrida de controle a ser aplicada aos sistemas de excitação de geradores síncronos que operam em sistemas de distribuição que permitem a operação ilhada de determinadas porções de suas redes. A principal característica da estrutura proposta está em atenuar os transitórios das variáveis do gerador controlado durante o processo de ilhamento. Além disso, o arranjo da estrutura proposta estabelece um compromisso entre a potência reativa e a tensão terminal do gerador controlado, quando o mesmo opera em paralelo com os sistemas interligados de grande porte. Nessa condição, o sistema de controle mantém a potência reativa próxima da referência ajustada atendendo a uma faixa adequada de valores de tensão terminal. / With the advent of distributed generation, the possibility of autonomous operation regarding the bulk power systems was allowed to the distribution systems. Despite its advantages, from the technical point of view, there are lots of challenges that need to be overcome for the full application of this concept. One of these challenges is the transition of distributed generators operating modes during the islanding process. Based in the literature survey, it is inferred that transition is performed in a wrong way, which amplifies the transients in controlled generator quantities and consequently, of the network connected to it during the islanding process, which is undesirable. In this context, the main contribution of this research is the proposal of a hybrid control structure to be applied to the excitation systems of synchronous generators that operate in distribution systems whose islanded operation of determined portions of its grids is permitted. The main characteristic of the proposed structure is the attenuation of transients of the controlled generator quantities during the islanding process. Furthermore, the design of this structure provides a compromise between the generator reactive power and terminal voltage when it operates in parallel with the bulk power systems. That way, the control system maintains the reactive power close to the adjusted reference attending an appropriate range of terminal voltage values.