Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:07:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286956.pdf: 880584 bytes, checksum: 8558f76558038170b3fbb8cff9ec8ef3 (MD5) / Este trabalho de dissertação aborda os impactos da inclusão das medidas fasoriais sincronizadas de tensão e de corrente na análise de observabilidade e criticidade de medidas na Estimação de Estados em Sistemas de Potência. É proposta a extensão de um eficiente algoritmo combinatório de análise de observabilidade topológica e criticidade a fim de considerar a presença de medidas fasoriais sincronizadas no plano de medição, além de medidas convencionais. Apresenta-se ao longo do trabalho uma revisão qualitativa dos principais conceitos da estimação de estados, observabilidade topológica bem como uma introdução aos sistemas de medição fasorial sincronizada. Faz-se necessária também uma descrição dos fundamentos da teoria de matróides utilizada na solução dos problemas de análise de observabilidade topológica e de criticidade de medidas. Por fim, discute-se o tratamento proposto às medidas fasoriais sincronizadas de tensão e corrente de modo a permitir sua incorporação ao plano de medição e processamento pelo algoritmo combinatório de análise de observabilidade topológica e criticidade de medidas. Os resultados de simulação obtidos com os sistemas-teste IEEE de 14, 30, 57 e 118 barras atestam o adequado desempenho da extensão da metodologia proposta e são detalhadamente apresentados nesta dissertação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319073.pdf: 1262902 bytes, checksum: 56fa916085b19ef278e66d4ab6e31fb4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho propõe a extensão do método de Coestimação Linear de Estados e Topologia para o modelo completo da rede elétrica, ou seja, o modelo não-linear. O método proposto consiste em estimar conjuntamente as variáveis analógicas e a topologia do sistema de potência. A viabilização deste procedimento é possível mediante a formulação do problema de estimação de estados como um problema de otimização multi-objetivo no qual considera-se tanto os resíduos das medidas analógicas quanto as restrições operacionais relativas aos status dos ramos chaveáveis. Realiza-se a formulação da função custo multi-objetivo combinando o critério dos mínimos quadrados ponderados (MQP), que modela os resíduos das medidas de estimação, e o critério dos mínimos valores absolutos (MVAP), que modela as restrições operacionais impostas pelos dispositivos chaveáveis (abertos/fechados) da subestação. Utiliza-se o método primal-dual de pontos interiores para obter a solução do problema de otimização. O algoritmo proposto é desenvolvido passo a passo para um sistema-teste de pequeno porte. Posteriormente o desempenho e a eficácia da ferramenta computacional são avaliados na aplicação a três sistemas de maior porte, dos quais dois são os sistemas-teste IEEE de 24 e 30 barras, e o terceiro é um sistema real da Companhia Paranaense de Energia Elétrica (COPEL). Os resultados obtidos demonstram que a abordagem considerando o modelo não-linear para a rede elétrica é perfeitamente viável e promissora no que tange à estimação simultânea das variáveis de estado analógicas e da topologia. <br> / This work proposes the extension of the linear state and topology coestimation method to allow its application in connection with a complete, nonlinear model for the electric network. The proposed method consists of jointly estimating analog variables and power system topology. The feasibility of this procedure is achieved by formulating the state estimation problem as a multi-objective optimization problem which considers both the analog measurement residues and the operational constraints related to the switchable branches status. The multi-objective cost function is a combination of the weighted least squares (WLS) criterion based on the estimation residues, and the weighted least absolute value (WLAV) criterion applied to the operational constraints imposed by the statuses of the substation switching devices. The method employs primal-dual interior point method for solving the optimization problem. The proposed algorithm is presented step-by-step by using a small test system. Then, performance and effectiveness of the methodology are evaluated through its application to three larger systems, two of them derived from the IEEE-24 bus and IEEE-30 bus test systems, and a third one based on a real system of the Companhia Paranaense de Energia Elétrica (COPEL). The results demonstrate that State and Topology Coestimation considering a non-linear network model is perfectly feasible and a promising approach for real-time power system modeling.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-28T04:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344669.pdf: 11650086 bytes, checksum: 16d239a2628e7b324df5e263d33a100c (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho apresentam-se algumas propostas de estruturas conversoras com potencial aplicação como Solid State Transformer (SST), ou Transformadores de Estado Sólido (em português) para microrredes cc e/ou ca. As estruturas possuem como características comuns a utilização de transformadores (o que garante isolação galvânica e fácil adequação de tensão entre cargas e fontes) e a capacidade de modularidade. Algumas estruturas propostas também apresentam a capacidade de acomodar sistemas de acumulação de energia, o que favorece sua utilização também como UPS ou como SST que auxiliam o black-start do sistema a que estão conectados.Inicialmente é apresentada uma revisão das principais topologias de SST encontradas na literatura que possuem isolação galvânica. Após, faz-se uma generalização matemática do conversor Multi Active-bridge (MAB) monofásico, propondo-se uma nova metodologia para controle da tensão nas portas de conversores pertencentes a essa família. Prosseguindo, apresenta-se uma nova família de conversores cc-cc derivados de conversor Dual Active Bridge (DAB) e Triple Active Bridge (TAB), ambos já bastante conhecidos na literatura. Essa família proposta apresenta a capacidade de poder interligar redes cc-cc bipolares e monopolares e/ou fornecerem dois níveis de tensão diferentes às cargas conectadas em suas saídas. Dentro dessa família, é estudado, simulado e testado de forma experimental o conversor denominado de DAB+DAB. Após, é proposta uma nova família de conversores ca-ca com link magnético de alta frequência. Esses conversores, encaixados na categoria Tipo A de SST, também são derivados dos conversores da família MAB. Em particular, apresenta-se o conversor DAB ca-ca com ponto médio. Este conversor é um DAB ca-ca, porém, devido ao ponto médio no transformador possui quatro portas, nas quais podem ser conectadas cargas ou fontes. Apesar de possuir o dobro de portas do DAB convencional, a tensão na carga é controlada usando apenas uma única variável de controle. Também é analisado e testado experimentalmente o DAB ca-ca misto. Os resultados obtidos em bancada corroboram as análises teóricas. Finalizando o trabalho, são propostas duas arquiteturas conversoras que se enquadram na categoria tipo D de SST. Essas estruturas possuem link magnético de alta frequência. O atrativo dessas estruturas são sua capacidade de interligar redes ca-ca monofásicas e/ou trifásicas e terem a capacidade de acomodar sistemas de acumulação de energia. Destaca-se também que a interligação do link magnético da arquitetura chamada de D1 possibilita o fornecimento de potência às cargas ligadas nas portas, mesmo se uma das fontes falhar. A estrutura tipo D1 é simulada, destacando também sua capacidade de quase equalizar as correntes de entrada quando alimentando cargas desequilibradas.<br> / Abstract : This work present converter structures with the potential to be used as Solid-State Transformers applied in dc or ac microgrids. These structures possess common features to transformers e.g. galvanic isolation and voltage adaptation (making easy the voltage adequacy between sources and loads), besides it presents modularity. Some of the depicted structures are also able to accommodate energy storage systems, which favors its utilization as an UPS or as black-start support systems, when interfaced with the electric gird.Initially, a literature review of the main topologies with galvanic isolation is presented. After that, a mathematical generalization of the single phase MAB is performed and a new port-voltage control methodology is proposed. A new family of converters derived from the well-known DAB (Dual Active Bridge) and TAB (Tripple Active Bridge) is presented. The proposed family can be employed to interconnect unipolar to bipolar grids or to provide two different voltage levels to its output loads. Within this family, the converter herein named as DAB+DAB is studied, simulated and experimentally tested. Then a new ac-ac converter family is proposed. This family can be classified as type A SST?s and are derived from the MAB as well. Particularly, the ac-ac DAB with midpoint connection is depicted. This converter is an ac version of the DAB, however due to it midpoint connection it presents four ports in which sources or loads can be connected. Despite of having twice as many ports than a conventional DAB, the load voltage is controlled using only one control variable. Moreover, the ac-ac DAB mixed is also analyzed and experimentally tested. All results confirm the theoretical analysis.Finalizing the present work, two more type D architectures are proposed. These architectures have high-frequency magnetic links and stand-out by its ability to interconnect single or three-phase ac-ac grids and interface energy storage systems.It is also worth mentioning the magnetic link herein named as D1, which allows power to be delivered to the load even if one phase of the systems is missing. Besides that, it has the capacity of almost equalize the input currents when supplying unbalanced loads.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:11:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197036.pdf: 1170006 bytes, checksum: ad6d2fc8ccd8b350036249281361d4da (MD5) / O objetivo deste trabalho é apresentar as etapas do desenvolvimento de um Sistema Especialista, dedicado a auxiliar a operação do sistema elétrico de uma refinaria de petróleo que possui geradores próprios e alimentação proveniente da concessionária de energia elétrica, durante situações em que ocorrem falhas no sistema, fornecendo aos operadores diagnósticos das falhas com indicações das prováveis causas. Especial ênfase foi dada na organização e separação dos tipos de conhecimentos envolvidos, buscando-se não somente transferir o conhecimento dos operadores para o sistema especialista, mas modelar uma ontologia de sistemas elétricos o mais genérica possível e regras de diagnóstico também genéricas, visando seu reaproveitamento em outros projetos similares. A implementação foi bem sucedida, confirmando a necessidade desta etapa inicial de Engenharia do Conhecimento onde o problema foi analisado e dividido por tipos de conhecimentos envolvidos, facilitando bastante a modelagem da ontologia deste sistema, a instanciação dos objetos e a construção das regras. Foram realizados testes simulando algumas situações anormais, com resultados satisfatórios. São apresentadas, ainda, sugestões para integração futura do sistema especialista, com a base de dados em tempo real dos Sistemas de Controle Digitais da refinaria, e para construção de interfaces de operação destes sistemas especialistas, também buscando uma solução o mais genérica, econômica e reaproveitável possível.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T15:52:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208473.pdf: 2466323 bytes, checksum: ee02641052a4f243cc9c07f1d508007a (MD5) / Este trabalho propõe uma metodologia para liquidação conjunta dos mercados de energia e reservas operativas em ambientes desregulamentados. Consideramse estruturas de mercado nas quais agentes geradores ofertam capacidade de geração para suprir carga e requisitos de serviços ancilares, e agentes consumidores fazem lances para compra de energia. A metodologia proposta é baseada na formulação do Fluxo de Potência Ótimo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T13:31:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193333.pdf: 1300065 bytes, checksum: f1de21ac36603d9da9a7a1cf8bd51a28 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T15:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195663.pdf: 1305085 bytes, checksum: 994ecbd46b89493a4edfefe3cb636517 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T06:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:20:36Z : No. of bitstreams: 1 176824.pdf: 2824710 bytes, checksum: 14f97f4547d768b5712f7da607bb3041 (MD5) / O presente trabalho enfoca três aspectos. O primeiro é a inclusão de transações de energia na formulação do problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) com a introdução da mínima quantidade de variáveis. Isto é realizado modificando-se os limites de geração de potência ativa dos geradores. O segundo aspecto diz respeito à aplicação do algoritmo do Máximo Passo no Caminho Central, o qual é uma variante do método convencional de Pontos Interiores, utilizado para superar as dificuldades de convergência do processo iterativo provenientes da alteração dos limites de geração. O terceiro tópico considerado, é a divisão das perdas entre as transações. Neste item, três abordagens são consideradas: a modelagem das equações da rede com múltiplas barras de folga, o uso de relações de sensibilidade entre as variáveis do sistema elétrico e a utilização dos multiplicadores de Lagrange. Resultados com sistemas de diferentes portes ilustram o estudo realizado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T07:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 191932.pdf: 2136020 bytes, checksum: 62b00e2c0a2d3920b300caffb6e44b23 (MD5) / Este trabalho apresenta uma nova topologia de um estabilizador de tensão alternada, que tem a finalidade de fornecer energia para cargas lineares e não-lineares. Princípio de funcionamento, análise teórica, metodologia e exemplo de projeto são realizados, visando implementar um protótipo de laboratório de 1 kVA. Resultados experimentais são apresentados e discutidos, validando o estudo realizado. A eficácia dos circuitos de controle utilizados é verificada pela qualidade da forma de onda da tensão de saída, demonstrando a atuação do circuito como filtro ativo de tensão. Apontam-se as contribuições inéditas e as possibilidades de continuidade do trabalho.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T12:41:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:02:15Z : No. of bitstreams: 1 178679.pdf: 12844412 bytes, checksum: 65988c7381f6a55187299ac4e21bb1af (MD5) / A versão Primal-Dual do método de Pontos Interiores para programação não-linear possui a capacidade de resolver problemas de otimização não-lineares de grande porte, como os exigidos na operação dos sistemas elétricos modernos. O algoritmo inclui na sua formulação a perturbação da equação de complementaridade das condições de otimalidade de primeira ordem. Na versão convencional do método, esta perturbação requer um parâmetro empírico. A presente monografia estuda o referido parâmetro, expressando-o como a combinação linear de duas direções: de Centralização e Afim-Escala. A possibilidade de combinar estas direções permite a formulação de outras sete versões do método, com distintas características de convergência. As variantes do método de Pontos Interiores são avaliadas em sistemas teste e reais. São considerados no estudo: número de iterações até a convergência, tempo de cálculo e proximidade ao caminho central. Em geral, as versões analisadas requerem tempos de cálculo por iteração superiores ao algoritmo convencional. A vetorização da solução do sistema linear através do "caminho de fatoração" é considerada a fim de diminuir os tempos de convergência do processo de otimização.