[pt] O sistema elétrico é planejado para operar na condição mais confiável possível de atendimento, sem que sejam violadas as restrições operativas a que está sujeito. Para a busca da região segura de operação utilizam-se vários programas de otimização e simulação. O Fluxo de Potência Ótimo (FPO) é uma ferramenta muito útil para a busca do ponto de operação seguro. Mas, devido a sua complexidade computacional para solução das restrições não-lineares, possui resposta relativamente lenta, impossibilitando a sua utilização em diversos casos práticos, tanto em tempo real, onde existe a necessidade de rapidez de resposta, como no planejamento da operação, quando é necessário um grande número de execuções do FPO. Em contrapartida, o Fluxo de Potência Ótimo Linearizado (FPO DC), devido a sua simplicidade computacional, possui grande rapidez de resposta. Mas, nas suas aproximações não são consideradas as restrições reativas, o que pode levar a uma solução em que estas sejam violadas. Este trabalho apresenta uma metodologia que incorpora ao Fluxo de Potência Ótimo Linearizado restrições reativas em função da potência ativa do geradores, de tal forma que a solução fornecida por este modelo leve em consideração as restrições de tensão e potência reativa. / [en] The electrical network is planned to stay in the most reliable operation conditions, without any violated operation constraints. Many optimization and simulation models are used to define the safe operation region. The Optimal Power Flow (OPF) is a useful tool for the search of the best safe operation point. However, the computational complexity associated to its non-linear constraints implies in a heavy computation time and makes it difficult to be used whenever a fast response is required, as in on-line oporation or even most operation planning problems. On the other hand, the Linearized Optimal Power Flow (LOPF), due to its simplicity, is a very fast tool. However, it does not consider reactive (voltage) constraints, and is not able to detect any violation. This work presents a model to incorporate voltage constraints in the Linearized Power Flow.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:52:46Z : No. of bitstreams: 1 181543.pdf: 9372777 bytes, checksum: dd24e432f5c035c247febb09daf1ac52 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo comparativo de diversas topologias de conversores CA-CC trifásicos de múltiplos pulsos, baseados nas conexões diferenciais de autotransformadores. Esta técnica de retificação trifásica apresenta as vantagens do baixo conteúdo harmônico de corrente na rede e do reduzido "kVA" processado pelo autotransformador. Uma atenção especial é dada às conexões Y-diferenciais de 12 e de 18 pulsos que são generalizadas através de uma expressão algébrica única que descreve toda a família dos conversores desta natureza, para quaisquer valores de tensão de entrada e de saída. Dentre estes conversores, a topologia Y-diferencial de 18 pulsos é escolhida para estudo detalhado da distorção harmônica de corrente na rede de alimentação, além do projeto e da implementação de um protótipo de 12kW. Com o protótipo do estágio CA-CC em operação, diversas técnicas de conversores CC-CC são analisadas para promover a regulação da tensão de saída e a conexão de carga única para as três saídas retificadas. Uma topologia não isolada, composta de três conversores boost e com circuitos reguladores de corrente, é projetada e experimentada para a mesma potência de 12kW. Finalmente, para obter o isolamento em alta freqüência, muitas topologias CC-CC, adicionais ou em substituição aos conversores boost implementados, são analisadas. A topologia composta de três conversores full-bridge alimentados em tensão é então projetada e implementada para garantir o isolamento elétrico entre a carga e a rede de alimentação. Além disso, a conexão série dos enrolamentos secundários dos transformadores garantiu o equilíbrio das correntes retificadas, sem a necessidade dos reguladores eletrônicos utilizados no conversor anterior.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-18T10:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:31:50Z : No. of bitstreams: 1 183139.pdf: 8430043 bytes, checksum: 0c4f7b0f73637df602f2706f8f4be490 (MD5) / Este trabalho apresenta uma nova topologia para um conversor trifásico P. W .M. unidirecional, com fator de potência unitário, voltado para aplicações regidas por nornas rígidas, como fontes de alimentação para centrais de telecomunicações. Inicialmente, apresenta-se a concepção do conversor, em seguida efetua-se uma análise detalhada e um equacionamento completo do conversor, de forma que se possa dimensionar todos os componentes do circuito de potência. Apresenta-se ainda a obtenção de um modelo de pequenos sinais para o conversor. Na seqüência, apresentam-se o procedimento de projeto, resultados de simulação e resultados experimentais. Por fim, desenvolve-se uma técnica de análise, modelagem e controle de conversores CA-CC trifásicos, utilizando a transformação de Park. baseada num conversor CA-CC trifásico bidirecional. Mostra-se então sua aplicação para o conversar unidirecional proposto e para um retificador trifásico três níveis, sendo apresentada ainda para este uma técnica para controlar o desbalanço de tensão nos capacitores de saída.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:23:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:53:01Z : No. of bitstreams: 1 143761.pdf: 4825283 bytes, checksum: 0ac3cf18e0a8c3de511720d6a9b74aa2 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:18:42Z : No. of bitstreams: 1 177324.pdf: 18972539 bytes, checksum: 11fec9529b505a81ad2962f6c2197d69 (MD5) / Este trabalho trata de um estudo da aplicação de um controlador DSP, em eletrônica de potência, na implementação do controle digital de um conversor Boost operando como pré-regulador com alto fator de potência. Parte-se de um estudo sobre as principais características, necessárias ao projeto, do controlador DSP. Prossegue-se através do projeto do conversor Boost e dos controladores das malhas de controle da tensão e da corrente. Os resultados de simulação são apresentados e em uma última etapa são mostrados os resultados experimentais de um protótipo com potência de 500W, tensão de saída de 400V e freqüência de comutação de 50kHz.

Resumo: A aplicação de bancos de capacitores nos sistemas de distribuição é realizada de maneira a compensar a energia reativa da rede, contribuindo com a redução das perdas elétricas, com a melhoria do perfil da tensão, e propiciando, menores custos operacionais do sistema. Além dessas melhorias, buscam-se também a redução dos custos operacionais, a redução dos investimentos para instalação de novos equipamentos, redução dos custos de manutenção e a extensão de sua vida útil. Dessa maneira, o problema do planejamento e operação de bancos de capacitores engloba a determinação da alocação ideal do equipamento na rede de distribuição, definindo seu tipo e tamanho até o problema de definição do tipo de controle e o ajuste do equipamento. Considerando que as cargas estão sujeitas a variações não simultâneas ao longo do dia, a operação do equipamento, com ajustes fixados do dispositivo de controle, pode não ser suficiente para prover a compensação reativa necessária. Portanto, o objetivo principal desse trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia de controle e ajuste do chaveamento de bancos de capacitores automáticos aplicados a alimentadores de distribuição de energia elétrica baseado na utilização do Fluxo de Potência Ótimo Parametrizado para minimização do número de chaveamentos dos bancos de capacitores, redução das perdas elétricas e manutenção do perfil de tensão nos alimentadores da rede de distribuição. Foi estudado um sistema de 70 barras, curvas de carga discretizadas em patamares de 10 min nas quais foram aplicadas duas metodologias: de curtíssimo prazo (decisão ON LINE) e de curto prazo (planejamento da operação) obtendo desempenho satisfatório em ambas as aplicações.

Orientador : Prof. Dr. Odilon Luis Tortelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 26/02/2016 / Inclui referências : f. 119-121 / Área de concentração: Sistemas energia / Resumo: Este trabalho propõe a aplicação da normalização complexa ao método desacoplado rápido trifásico para solução do fluxo de potência em sistemas de distribuição. O objetivo principal do trabalho é estender a eficiência já conhecida do método desacoplado rápido, quando aplicado em sistemas de transmissão, para a análise de sistemas de distribuição. Para tanto, neste trabalho apresenta-se inicialmente a formulação convencional do fluxo de potência, assim como a sua solução pelo método desacoplado rápido monofásico. Em seguida são apresentadas a diferenças entre a normalização por unidade convencional e a normalização por unidade complexa. Esta, ao contrário da outra, se utiliza de uma base de potência com valor complexo e, através deste, é capaz de ajustar virtualmente a relação entre resistência (R) e reatância (X) das linhas do sistema de distribuição, permitindo assim a aplicação do método desacoplado rápido para solução do fluxo de potência em sistemas com elevadas relações R/X. Depois é apresentada a formulação trifásica do fluxo de potência e a sua solução pelo método desacoplado rápido uno à normalização complexa. Os resultados obtidos indicam que a união entre estas duas ferramentas é uma metodologia promissora, visto que foi capaz de solucionar o problema trifásico em redes radiais, malhadas e com assimetrias, tanto de cargas quanto de topologia de rede. Através de correta aplicação da normalização complexa o método desacoplado rápido foi capaz de encontrar convergência em sistemas com elevadas relações R/X das linhas, chegando a patamares próximos àqueles que seriam obtidos com o método de Newton-Raphson tradicional para a solução do fluxo de potência. Também é apresentada a formulação na união do fluxo de potência entre rede de transmissão monofásica e rede de distribuição trifásica. Palavras-chave: Fluxo de potência trifásico. Método desacoplado rápido. Normalização Complexa. Redes de distribuição. / Abstract: This work proposes the application of complex normalization to the three-phase fast-decoupled power flow in distribution systems. The main objective of this work is to extend the well-known efficiency of the fast-decoupled power flow, when applied to transmission systems, to the distribution systems analysis. Therefore, it is initially presented the conventional power flow problem formulation, as well as its solution with the monophasic fast-decoupled method. Later on, the differences between the regular per unit normalization and the complex normalization are exposed. The later one uses a complex power base instead of the real value power base of the regular normalization, and, due to this complex power base, the complex normalization is able to virtually adjust the resistance over reactance relation of distribution systems lines; furthermore allowing the application of the fast-decoupled method in distribution systems. After that, it is presented the three-phase power flow formulation and its solution through the fast-decoupled method united with the complex normalization. The obtained results indicate that this union between these tools is a promising methodology, seen that it was able to solve the three-phase power flow in systems with radial, meshed and asymmetric topologies, including asymmetries in the loads and in the lines. With the correct application of the complex normalization, the fast-decoupled method was able to find the power flow solution in systems with high R/X relations in its lines, using almost the same amount of iterations that Newton-Raphson's method would use for the power flow solution. It is also presented the formulation of the united monophasic transmission power flow to the three-phase distribution power flow. Key words: Three phase power flow. Fast-decoupled method. Complex normalization. Distribution networks.

Orientador: Antonio Roberto Balbo / Co-orientador: Leonardo Nepomuceno / Banca: Guilherme Guimarães Lage / Banca: Edmea Cassia Baptista / Resumo: O problema de Fluxo de Potência Ótimo tem por objetivo a otimização de um critério de desempenho elétrico sujeito ao atendimento das demandas de potência ativa e reativa em cada barra e de restrições técnico-operacionais dos sistemas de geração e transmissão. É um problema de otimização, não-linear, não-convexo e de grande porte. Neste trabalho é explorado o problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo com o objetivo de minimizar as perdas de potência ativa na transmissão e para resolvê-lo é proposto um método primal-dual de pontos interiores/exteriores barreira logarítmica modificada com estratégias de teste quadrático e determinação de direções de busca combinadas. O teste quadrático é proposto como alternativa ao procedimento de Cholesky na verificação da positividade da matriz hessiana do problema, que, se definida positiva, garante direções de descida para o método. As novas direções de busca são determinadas através de combinações das direções dos procedimentos previsor e corretor, determinadas através da análise das condições de complementaridade das variáveis primais e duais do problema. O método proposto foi implementado em Matlab e aplicado aos sistemas elétricos 9 e 39 barras e aos sistemas IEEE 14, 30, 57 e 118 barras. O desempenho do método com as estratégias propostas é avaliado em termos do número de iterações e do tempo computacional. Os resultados são promissores e permitem a aplicação do presente método, com as estratégias propostas, para resolver o... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The reactive optimal power flow problem is concerned with the optimization of a specific criterion associated with the transmission system while enforcing the power balance in each transmission bus, as well as operational and physical constraints associated with generation and transmission systems. It is a nonlinear, non-convex and large optimization problem. In this work we consider the active losses minimization in the transmission system as a criterion for the optimal power flow problem. The solution of the problem is investigated by proposing a modified log-barrier primal-dual interior/exterior point method with a quadratic test strategy and new search direction procedures. The quadratic test is proposed as an alternative strategy to the Cholesky procedure for calculating the positivity of the Hessian matrix of the problem.The new search directions investigated in the paper are determined by combining the search directions calculated in the predictor and corrector steps, respectively, and also by using information associated with the complementarity conditions. The method proposed is implemented in Matlab and applied to solving the reactive optimal power flow problem for 9 and 39-bus systems, as well as for the IEEE 14, 30, 57 and 118-bus test systems. The performance of the method with the proposed strategies for search directions is evaluated in terms of the number of iterations and computational times. The results are promising and allow the application of the present ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Banca: Claudionor Francisco do Nascimento / Banca: Paulo José Amaral Serni / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo de aplicação da Teoria de Potência Conservativa (CPT) na geração da referência para um filtro ativo de potência paralelo (FAP), a fim de promover a compensação de distúrbios de corrente em um sistema elétrico trifásico a três fios. Apresenta, também, um resumo de algumas das principais teorias de potência utilizadas na análise de sistemas elétricos com formas de onda não senoidais e desequilibradas, especialmente aquelas úteis para o controle de filtros ativos. Atenção especial foi dada para a teoria CPT que, além de ser uma proposta recente, permite selecionar o distúrbio a ser compensado pelo filtro ativo paralelo, bastando definir sua referência a partir das parcelas de corrente da CPT. Neste trabalho também foi proposta uma metodologia de projeto para filtros ativos paralelo, a qual é baseada na análise da carga através da CPT e em função da compensação seletiva de distúrbios. Dessa forma é possível estudar a viabilidade econômica de um dado filtro ativo paralelo escolhendo a parcela de corrente mais adequada a ser compensada, obviamente, dentro de uma determinada configuração de carga. Outro ponto destacado no trabalho foi a introdução de uma nova definição de fator de potência, proposta pela CPT e que, além de reativos, também considera os efeitos dos desequilíbrios e das distorções no sistema elétrico. Com base nesta nova definição, percebe-se a necessidade de uma revisão dos valores de referência definidos pelas normas atuais para o fator de potência. A validação dos estudos e do uso da CPT no controle do filtro ativo paralelo foi feita através de simulações computacionais no software PSIM / Abstract: This work presents an application study of the Conservative Power Theory (CPT) in the generation of control reference for a Parallel Active Power Filter (PAF), in order to compensate current disturbances in a Three-phase three-wite electrical power system. Some of the most important power teories find in literature have also been summarized, especially those related to active filter controlling techniques. Special attention was given for the CPT, since is a recent proposal and it allows the selection of the disturbance to be compensated through the definition of different control references using different CPT current parcels. An alternative methodology has also been proposed tot the design of the parallel active power filter, which is based on the analysis of the load by means of the CPT current decomposition and according to a previously defined selective compensating strategy. Therefore, it is possible to analyze the economic viability of the active power filter implementation if choosing the most important disturbance to be compensated, obvioulsly assuming a specific load configuration. Other important contribution was the discussion of a new power factor definition (proposed by the CPT), which considers not only the load reactive behavior, but also the effects of current unbalances and distortions on the efficiency of the power circuit. Based on this new definition, we observe the necessity of revising the normalized referential values in order to ensure a proper accountability or revenue metering methodology. Finally, the theoretical studies and the CPT application for controlling a parallel active filter were validated by means of computational simulations using PSIM software / Mestre

[pt] Esta dissertação apresenta uma metodologia para a correção do perfil de tensão dos barramentos de um sistema elétrico de potência. Esta correção corresponde a um redespacho de potência reativa efetuada através de mudança das tensões-base nas barras com geração variável de potência reativa, da mudança dos tapes dos transformadores, e do chaveamento de bancos de capacitores/reatores em paralelo. O método consiste na resolução da equações nodais não lineares de fluxo de carga e das equações associadas aos limites violados. Isto é feito através do método de Newton- Raphson. O modelo linearizado, utilizado em cada iteração do método de Newton-Raphson, é reduzido à parte reativa utilizando- se a técnica de acoplamento implícito com a parte ativa (CRIC) sugerida pro J. Carpentier. Como o sistema linearizado admite infinitas soluções escolheu-se aquela que minimiza o desvio quadrático da tensão de todos os barramentos do sistema e dos tapes dos transformadores. Isto é feito através do uso da matriz inversa generalizada de Moore-Penrose. / [en] This dissertation presents a methodology for correction of the bus voltage profile of an electric power system. This correction corresponds to a redispach of reactive power which is effected by means of voltage set-point changes in buses with variable generation of reactive power, transformer tap changes and shunt capacitors/reactors swithing. The proposed method consists of solving the non-linear power flow equations as well as the equatios associated with violated limits. This is done by using the Newton- Raphson method. The linearized model used in each iteration of the Newton- Raphson method is reduced to the reactive part by means of Carpentier s Reactive Implicit Coupling (CRIC) technique. As the linearized system admits several solutions, it is chosen the one which minimizes the quadratic deviation of all bus voltages and transformer taps. This is done by means of Moore-Penrose generalized inverse matrix.