Submitted by Lucas Antonio Alves De Godoi (luksg@hotmail.com) on 2018-07-11T15:22:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Lucas _Godoi.pdf: 3300304 bytes, checksum: 429eb486ffbb167f9c7394e2d2e4b6f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-07-11T17:29:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 godoy_laa_me_ilha.pdf: 3300304 bytes, checksum: 429eb486ffbb167f9c7394e2d2e4b6f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-11T17:29:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 godoy_laa_me_ilha.pdf: 3300304 bytes, checksum: 429eb486ffbb167f9c7394e2d2e4b6f6 (MD5) Previous issue date: 2018-04-17 / O transformador de estado sólido tem se apresentado como uma ferramenta indispensável na construção das novas redes elétricas inteligentes, uma vez que essa nova estrutura de rede altera o layout tradicional, viabilizando a conexão de fontes de energia descentralizadas. Contudo, essa conexão de sistemas de geração distribuída na rede originou a bidirecionalidade do fluxo de potência, resultando em um novo panorama para as atividades de operação e manutenção das redes para as distribuidoras de energia. A análise dos possíveis impactos técnicos gerados na rede de distribuição deve ser realizada, com o intuito de garantir um nível de qualidade energética dentro dos padrões estabelecidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL. Dentre os impactos, destacam-se a elevação do nível de tensão e a alteração do fator de potência, ambos, produzidos pelo excesso de potência injetada na rede por este novo cenário de geração de energia. Nesse contexto, esta dissertação tem como principal objetivo analisar o comportamento de uma rede de distribuição genérica com penetração de geração distribuída e avaliar o perfil de tensão diante de diferentes níveis de inserção dessa geração na rede. As características de ajuste de tensão instantânea e capacidade de interação com sistemas de armazenamento que o transformador de estado sólido possui foram empregadas no auxílio da regulação dos níveis de tensão que se apresentaram fora dos padrões determinados pela resolução 794/2018 da ANEEL, quando um alto nível de geração distribuída foi inserido na rede. / The solid state transformer has been presented as an essential tool in the construction of new intelligent electric grids, since this new network structure changes the traditional layout, making possible the connection of decentralized energy sources. However, this connection of distributed generation systems in the network created the bidirectionality of the power flow, resulting in a new panorama for the power distributors concerning the networks activities of operation and maintenance. The analysis of the possible technical impacts generated in the distribution network should be carried out with the purpose of guaranteeing a level of energy quality within the standards established by the National Electric Energy Agency (ANEEL). Among the impacts, we highlight the elevation of the voltage level and the change in the power factor, both produced by the excess power injected into the grid by this new energy generation scenario. In this context, the main objective of this dissertation is to analyze the behavior of a generic distribution network with distributed generation penetration and to evaluate the voltage profile before different levels of insertion of this generation in the network. The solid state transformer has instantaneous voltage adjustment characteristics and interaction capacity with storage systems, which were used to aid in the regulation of voltage levels that were out of the standards determined by ANEEL resolution 794/2018, when a high level of distributed generation was inserted into the network.

CAPES / Uma má qualidade de energia elétrica gera grandes prejuízos para a sociedade. Desta forma são utilizados equipamentos denominados analisadores de qualidade de energia elétrica para quantizar os valores destes distúrbios e assim determinar as causas destas anormalidades. O grande problema destes equipamentos é o custo elevado e geralmente são importados inviabilizando uma medição multiponto do sistema elétrico do cliente. Neste cenário, este trabalho objetiva fornecer subsídios e alternativas para o desenvolvimento de equipamentos analisadores de qualidade de energia, que consiste de um conjunto com sensores de corrente e tensão e um módulo central de processamento. No desenvolvimento de quaisquer sensores ou instrumentação surgem algumas dificuldades de condicionamento de sinal por causa das características elétricas do componente usado e principalmente por causa do ruído. Alguns meios de contornar estes problemas são a utilização de uma instalação adequada dos equipamentos de medição, blindagens eletromagnéticas e projeto de PCB’s. No caso de sensores magnéticos, a histerese, saturação magnética e as interferências por campos magnéticos externos introduzem erro de medida no sistema e para a resolução destes problemas foram adotadas configurações de sensores Hall em malha fechada e diferencial. Outro componente que pode ser usado é o sensor Flux-gate que possui potencialidade para medições de corrente de pequena ordem além de oferecer a vantagem de maior integrabilidade ao sistema medidor. Na sequência foi projetado e construído um registrador de tensão e corrente para análise de qualidade de energia elétrica, denominado PQ-Logger, que pode usar estes sensores mencionados anteriormente. O uso de um DSP e um chip para acessar um pendrive genérico permite o armazenamento destes dados. O PQ-Logger-Tran é outro equipamento que foi idealizado para armazenar trechos de transiente de média frequência. Os resultados indicam positivamente o uso conjunto destes sensores de corrente e o equipamento desenvolvido para o propósito de medição destes parâmetros de forma rápida e econômica na infraestrutura elétrica do cliente. / A poor quality power causes large losses to society. Thus it is used an equipment named power quality analyzers for magnitude measurement of these disturbances and determine the causes of these abnormality. The principal problem with these devices is the high cost and they usually are imported that invalidates multipoint measurement of client’s electrical system. In this scenario, this work aims to provide support and alternatives for the development of power quality analyzers, which consists of a set with voltage and current sensors and a central processing module. In the development of any sensors or instrumentation there are difficulties on signal conditioning generated from the used component’s electrical characteristics and principally noise. Some solutions for these problems is the use of proper measuring equipment installation, electromagnetic shielding and design of PCBs. For magnetic sensors, the hysteresis, magnetic saturation and interference by external magnetic fields introduce measurement error in the system and to solve these problems it was adopted Hall sensors in closed-loop and differential configurations. Another component that can be used is the Flux-gate sensor that has potential use in small range current measurements and offers the advantage of higher integrability in the meter system. Following is designed and built a voltage and current logger for Power quality analysis, called PQ-Logger that may utilize the sensors mentioned above. The use of a DSP and a chip for accessing a generic flash drive allows storage of these data. The PQ-Logger-Tran is other equipment that was designed to store snippets of mid-frequency transient. The results positively indicate the combined use of these current sensors and equipment developed for the measuring purpose of these parameters in a quickly and economically form in the customer‘s electrical infrastructure.

Este trabalho apresenta uma metodologia para classificação de eventos de curto-circuito e mano-bras em redes de distribuição de energia elétrica, com base nos registros oscilográficos de tensão na barra da subestação de distribuição. São apresentados os resultados obtidos para duas formas distintas de pré-processamento dos sinais de tensão, sendo a primeira baseada em Transformada de Fourier e a segunda em Transformada Wavelet para diferentes famílias de funções wavelet. Foram comparados três modelos neurais para o processo de classificação: Multi-Layer Perceptron, Radial Basis Function e Support Vector Machine. Os modelos foram treinados levando em conta uma característica autônoma de operação das redes, ou seja, a seleção automática do modelo e o controle de complexidade. Os resultados foram validados para um conjunto de simulações realizadas no programa Alternative Transient Program, visando a aplicação prática do método proposto em um equipamento registrador de oscilografias, desenvolvido pelo Lactec em conjunto com a Copel - Curitiba, PR, denominado Power Quality Monitor. Foram obtidos resultados com desempenho na ordem de 90% de acerto médio para as diferentes formas de pré-processamento e diferente modelos neurais. / This work presents a method for automatic classification of faults and events related to quality of service in power distribution networks, based on oscillographies of the bar feeder voltages of the distribution substation. We present the results for two distinct pre-processing forms of the voltage signals. The first is based on the Fourier Transform and the second on the Wavelet Transform for different families of wavelet functions. We compared three neural models for the process of classification: Multi-Layer Perceptron, Radial Basis Function and Support Vector Machine. The models were trained taking into account the autonomous operation of networks, i.e. automatic model selection and control complexity. The results were validated for a set of simulations performed using the Alternative Transient Program, aimed at practical implementation of the proposed method in an oscillograph logger, developed by Lactec together with Copel, called the Power Quality Monitor. The results were obtained with performance on the order of 90% of average accuracy for the various pre-processing forms and neural models.

Este trabalho apresenta uma metodologia para classificação de eventos de curto-circuito e mano-bras em redes de distribuição de energia elétrica, com base nos registros oscilográficos de tensão na barra da subestação de distribuição. São apresentados os resultados obtidos para duas formas distintas de pré-processamento dos sinais de tensão, sendo a primeira baseada em Transformada de Fourier e a segunda em Transformada Wavelet para diferentes famílias de funções wavelet. Foram comparados três modelos neurais para o processo de classificação: Multi-Layer Perceptron, Radial Basis Function e Support Vector Machine. Os modelos foram treinados levando em conta uma característica autônoma de operação das redes, ou seja, a seleção automática do modelo e o controle de complexidade. Os resultados foram validados para um conjunto de simulações realizadas no programa Alternative Transient Program, visando a aplicação prática do método proposto em um equipamento registrador de oscilografias, desenvolvido pelo Lactec em conjunto com a Copel - Curitiba, PR, denominado Power Quality Monitor. Foram obtidos resultados com desempenho na ordem de 90% de acerto médio para as diferentes formas de pré-processamento e diferente modelos neurais. / This work presents a method for automatic classification of faults and events related to quality of service in power distribution networks, based on oscillographies of the bar feeder voltages of the distribution substation. We present the results for two distinct pre-processing forms of the voltage signals. The first is based on the Fourier Transform and the second on the Wavelet Transform for different families of wavelet functions. We compared three neural models for the process of classification: Multi-Layer Perceptron, Radial Basis Function and Support Vector Machine. The models were trained taking into account the autonomous operation of networks, i.e. automatic model selection and control complexity. The results were validated for a set of simulations performed using the Alternative Transient Program, aimed at practical implementation of the proposed method in an oscillograph logger, developed by Lactec together with Copel, called the Power Quality Monitor. The results were obtained with performance on the order of 90% of average accuracy for the various pre-processing forms and neural models.

The authors analyze the exercise of the power of controlregarding new technologies of information. Particularly, the use of GPs Tracking as a tool that the employer relies on to verify that workers fulfill their work. Firstly, the authors explain how these technologies are used at workplaces and their lack of regulation in Peruvian Law. Then, they explain the conditions necessary for not violating the workers’fundamental rights when using this tool. Finally, they discuss the case law and precedents, as well as cases seen by theNational Labour Authority. / Los autores analizan el ejercicio de la facultad de fiscalización a partir de las nuevas tecnologías de la información. en concreto, al uso del GPS como herramienta de la que se vale el empleador para cerciorarse que el trabajador cumple con sus labores. en primer lugar, se hace una explicación sobre el uso de estas tecnologías en el ámbito laboral y su falta de previsión por la normativa peruana. A continuación, explican las condiciones necesarias para que el ejercicio del GPS no vulnere los derechos fundamentales del trabajador. Finalmente, se analiza las decisiones y precedentes en la jurisprudencia, así como los casos vistos por la Superintendencia Nacional de Fiscalización Laboral.

O presente trabalho se propõe a elaborar algoritmos para controle robusto de sistemas de potência. O modelo de sistema de potência multimáquinas utilizado é o de pequenas perturbações, e o objetivo principal é aumentar o amortecimento dos autovalores críticos do sistema, garantindo sua estabilidade e desempenho em diversas condições operativas. Para isso, são utilizadas as Desigualdades Matriciais Lineares (ou LMI\'s), muito adequadas ao tratamento de problemas de controle robusto por sua flexibilidade e possibilidade de agrupamento de diversos requisitos de desempenho. São propostos, entre outros, três algoritmos fundamentais para controle robusto: dois estão relacionados ao controle descentralizado e com controladores de estrutura fixa, o que é muito comum na indústria de potência atualmente, e o outro está relacionado ao controle hierarquizado, que consiste na integração de várias camadas de controle utilizando sinais remotos. Os algoritmos de controle descentralizado propostos são inovadores, pois ambos os métodos permitem a utilização de controladores de estrutura fixa (qualquer que seja ela), e o algoritmo de controle hierarquizado propõe uma estrutura de controle inédita que utiliza aproximações de Padé de diversas ordens para representar os atrasos de comunicação no sistema. Durante a fase de projeto, pode-se escolher o atraso de comunicação, bem como a ordem da aproximação de Padé desejada. Nos algoritmos de controle robusto descentralizado, realizamos uma minimização da norma da matriz de ganhos estáticos do controlador, o que impede que o resultado do algoritmo sejam parâmetros de valores muito elevados e infactíveis para os controladores. A técnica utilizada para os três controladores propostos é o posicionamento de pólos, o que garante que os autovalores do sistema de potência em malha fechada estejam numa dada região do plano complexo, relacionada ao amortecimento mínimo desejado para os autovalores do sistema. Os testes e simulações realizados para validação dos algoritmos de controle robusto foram feitos em ambiente MATLAB, e foram utilizados diversos sistemas de potência: sistema New England de 39 barras e 9 geradores, sistema New England de 69 barras e 16 geradores e sistema New England de 39 barras utilizando modelos de termogeradores. Os testes sugerem que as técnicas propostas são eficazes, pois todas elas garantem boas taxas de amortecimento para os sistemas de potência utilizados. Ao final, simulações não-lineares comprovam a eficácia e a eficiência de um dos controladores projetados para o sistema New England de 39 barras. / The aim of this work is to elaborate robust control algorithms to power systems. The mathematical model employed to describe the multimachine power system is that used in small signal studies, and the main goal is to increase the damping of the critical eigenvalues of the system, guaranteeing its stability and performance in various operating conditions. To do this, we apply the Linear Matrix Inequalities (or simply LMI\'s), suitable to deal with robust control problems due to its flexibility and possibility to group many performance requisites. We propose three robust control algorithms: two of them are related to decentralized control with controllers of predefined structure, which are commonly used in the power industry, and the other one is related to the hierarchized control, which consists on the integration of various controllers layers using remote signals. The decentralized robust control algorithms proposed are novel, because both methods make possible the development of controllers of pre-defined structure, and the hierarchized control algorithm suggests a novel control structure that uses Padé approximations of different orders to represent the communication delays in the system. During the design, we can choose the communication delay, as well as the order of the Padé approximation desired. The decentralized robust control algorithms solve minimization problems over the controller gain matrix norm, which guarantees that the final values of the controller\'s parameters will not be much high and impracticable. The technique employed for the three types of controllers proposed is the pole placement, which ensures that the eigenvalues of the closed loop power system will be in a certain region of the complex plane, related to the minimum damping required for the system. Tests and simulations are done in MATLAB to validate the robust control algorithms, and we apply these algorithms to various power systems: 39-bus 9-machine New England power system, 69-bus 16-machine New England power systems and 39-bus New England power system with thermo machine models. The tests suggest that the proposed techniques work well, once all of them guarantee good damping rates to the power systems considered. To complete the tests round, nonlinear simulations proof the efficiency of the controllers designed for the 39-bus New England power system.

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:49:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Segnini_HelioHenriquedeAgostini_M.pdf: 1646244 bytes, checksum: d03ec95486ccbccae70ffedf89d964f1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar o modelo da máquina de indução duplamente alimentada no sistema de referência síncrono, bem como controlar seu fluxo de potências através de orientação de fluxo. São analisadas as orientações de fluxo de estator, de entreferro e de rotor em várias operações: compensador de reativos, gerador e motor, com fator de potência indutivo, capacitivo e unitário, nas faixas de velocidade subsíncrona, síncrona e supersíncrona / Abstract: The purpose of this work is to study the Doubly Fed Induction Machine modeling at the synchronous reference frame, as well as to control its power flux by flux oriented control The stator, rotor and air gap flux orientations with the machine operating as reactive compensator, generator and drive, with lag power factor, lead power factor and unity power factor at subsynchronous, synchronous and supersynchronous speeds are analyzed. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Vivaldo Fernando da Costa, Igor Kopcak / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:02:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valle_DaniloBassetodo_M.pdf: 1084356 bytes, checksum: c124be31abdb8f91a939c17ac7f6d8b5 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho é avaliada a influência do controlador IPFC (Interline Power Flow Controller ) no desempenho de sistemas elétricos de potência quanto à estabilidade a pequenas perturbações. Foi utilizado um modelo de injeção de potência para inclusão do IPFC em programas de fluxo de carga, considerando a representação das fontes de tensão do dispositivo em coordenadas retangulares e incorporando as equações que representam sua dinâmica. As análises de regime permanente atestam a capacidade do IPFC de gerenciamento e controle dos fluxos de potências ativa e reativa em linhas de transmissão. Entretanto, o ajuste de potência constante do modo de controle pode diminuir a margem de estabilidade de tensão, por não permitir o aumento dos fluxos nas linhas controladas quando o carregamento do sistema cresce. As análises dinâmicas da estabilidade a pequenas perturbações foram realizadas com a inclusão do IPFC e de um POD (Power Oscillation Damping) no Modelo de Sensibilidade de Potência (MSP). Os resultados obtidos revelam que o IPFC possui um grande potencial para a manutenção da estabilidade de ângulo em sistemas de potência quando equipado com controladores POD. / Abstract: This work assess the impact of the IPFC (Interline Power Flow Controller) on the smallsignal stability performance of Power Systems. A power injection model is used to include the IPFC in a power flow routine. The modelling represents the IPFC source voltages in rectangular coordinates and incorporates its differential equations at steady-state. The power flow analysis shows the IPFC effectiveness for the management and control of active and reactive power flows of transmission lines. However, the constant power flow operation mode can decrease the voltage stability margin. The IPFC and a POD (Power Oscillation Damping) were included in the Power Sensitivity Model (PSM) to perform the small-signal stability analysis. Simulation results show that the IPFC with a POD can improve the angle stability of Power Systems. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Carlos Alberto de Castro Jr., Marcos Julio Rider Flores / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T05:47:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Muller_HeloisaHelena_M.pdf: 1272493 bytes, checksum: d78e9e8d9a329ccbf0cc8be6f666af25 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A operação de um sistema de energia elétrica pode ser gerenciada remotamente através dos centros de controle utilizando sistemas de gerenciamento de energia (Energy Management Systems-EMS). Nesses centros de controle são realizadas e executadas freqüentemente muitas funções em tempo real e em modo de estudo. Dentre estas funções têm-se: o controle automático da geração, a estimação de estado, análise de topologia e análise estática de segurança entre tantas outras. A base da resolução destas funções é a execução e testes de um grande número de cálculos de fluxos de potência. A estimativa de estado de um sistema de potência pode ser determinada resolvendo as equações de um fluxo de carga, que matematicamente são representadas por um conjunto de equações algébricas não lineares. Este problema é conhecido como fluxo de potência ou fluxo de carga, e o seu objetivo principal é o cálculo das magnitudes das tensões e seus ângulos de fase, e consequentemente dos fluxos de potência nas linhas de transmissão. O objetivo deste estudo é usar redes neurais artificiais (RNA) na: (a) solução do fluxo de carga (FC); (b) solução do FC considerando controle de limites de tensão nas barras PV; (c) inicialização de um FC para sistema mal condicionados; e (d) cálculo de equivalentes externos estáticos para sistemas de energia elétrica. A idéia é que um fluxo de potência baseado em RNA seja mais rápido que o fluxo de potência convencional baseado no método de Newton-Raphson, particularmente nos casos envolvendo aplicações em tempo rela e em modo de estudo avançadas de fluxos de potência no EMS / Abstract: The operation of electric power systems can be managed remote and automatically from control centers using energy management systems (EMS). In these control centers many on-line and off-line functions are carried out periodically. Among those functions, we can list: the automatic generation control, state estimation, topological analysis, and static security analysis. These functions are based on the calculation of a large number of power flows. The operating state of power systems may be determined by solving power flow equations that are mathematically represented by a set of non-linear algebraic equations. This problem is known as the load flow or power flow problem and its main objective is the calculation of all bus voltage magnitudes and angles, and consequently the power flows through the transmission lines. The goal of this study is to propose an artificial neural networks (ANN) based methodology for (a) solving the basic load flow, (b) solving basic load flow considering reactive power limits of generation (PV) buses, (c) determining a good quality load flow starting point for ill-conditioned systems, and (d) computing static external equivalent circuits. The proposed ANN based power flow solver is intended to be faster than the conventional power flow problem solvers which use Newton-Raphson method, particularly in those cases involving advanced on-line applications of the power flow problem in the EMS / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Hydropower is a flexible energy source that is essential for balancing the electrical power system on all timescales, from seconds to years. In addition to intra-hour regulation, it provides frequency containment reserves (FCR-N,FCR-D) and frequency restoration reserves (mFRR, aFRR) to the grid. The turbine governor is a device responsible for controlling the power output and delivering frequency control to the system. The aim of this Master’s Thesis project is to develop a new hydropower turbine governor in MATLAB/Simulink, which contains all critical functionality from the existing governor and with the same performance. The new governor should as far as possible comply to the well-established communication standard IEC 61850. A working model of the turbine governor has been built in Simulink that supports normal operation with frequency control, start and stop, load rejection, operation mode as synchronous condenser and more. Validations of the model against data from Akkats powerplant shows that the model behaves as a real governor during normal operation. Validations of the start sequence showed deviations during sequence 3 and 4 which can be explained by usage of different PID parameters. Using IEC 61850 as a nomenclature and as a way of structuring functions in the governor has also been possible. Implementing the whole standard for communication, requires that the control system also is renewed according to IEC 61850. Certain functions, as sequencing has thus not been done according to the standard. MATLAB and Simulink provide tools for building, simulating and testing implementations of the turbine governor. The contributions this platform can provide are; ease of implementation, optimization and testing of control strategies. Simulink also provides a graphical interface, which reduce system complexity. An optimal implementation requires a hardware with support for Simulink to get a transparent platform. Ultimately, these benefits could result in better frequency quality at a lower cost, which is essential for successful and cost-effective integration of other renewable energy sources such as wind- and solar power.