published_or_final_version / Electrical and Electronic Engineering / Doctoral / Doctor of Philosophy

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1996. / Vita. Includes bibliographical references (leaves [70]-74).

Thesis (M.E.)--University of Canterbury, 2006. / Typescript (photocopy). "March 2006." Includes bibliographical references (p. 171-179). Also available via the World Wide Web.

M.Ing. / This study covers the problem of a periodic distortion and it's electronic compensation. The description and definition of power transfer in a single-phase electrical network is investigated. The various techniques for achieving optimal power transfer are then derived. From this the principle of the compensation of reactive power in an electrical power network is derived using the definition of power transfer. In order to evaluate and illustrate this principle a system configuration, consisting of a controlled source of reactive power is used. Due to the complexity of the system it was initially decided that a computer simulation would serve as an analytical aid. This provides the opportunity to conduct a thorough investigation into the functioning of the proposed compensator. Using the knowledge thus gained. an experimental system was developed. The simulated system is compared to practically obtained results in an experimentally developed compensator in order to evaluate the accuracy and reliability of the simulation. The study then concentrates on the characterization of the two systems as applied in the compensation of reactive power. This analysis also contributes to the identification of deficiencies in the system. The study then concludes with a critical evaluation of the work and suggestions for improvement. This includes the optimization of the total system and the application in industrial power networks.

M.Ing. / Please refer to full text to view abstract

Este trabalho apresenta as principais causas de desligamento de cubículos classe 15kV, restringindo-se aos cubículos conhecidos como cabines primárias, que fazem a interface entre a rede das concessionárias de energia e os consumidores primários. Conhecidas as razões pelas quais as cabines desligam, verificou-se quais são as taxas de falha presumidas para os componentes individuais como: chaves seccionadoras e seus acessórios, disjuntores e suas bobinas, relés de proteção de sobrecorrente, transformadores de corrente e de potencial, componentes de serviços auxiliares, etc. Para avaliar a taxa de falhas das diversas configurações possíveis foram estabelecidos dezoito modelos específicos e estudadas matematicamente suas taxas de falha. Para tanto, foram utilizados os padrões estabelecidos pelas concessionárias Brasileiras como AES-ELETROPAULO, ESCELSA e CPFL, além da proposição de modelo que pode ser considerado como OTIMIZADO. Com base na experiência adquirida com os modelos estudados foi possível ainda a proposição de mecanismos de melhoria dos índices de desligamento. / This study is intended to explore the main causes of failure in 15kV switchgears, restricted to primary equipments making the interface between the Utility and the consumers. Discovering the reasons of the failures, the individual failure rates of each components was noted, as following: switches and its acessories, circuit breakers and its coils, overcurrent relays, current and voltage transformers, auxiliary circuits, etc. Analyzing the failure rates of many possible configurations of eighteen particular models, a mathematical failure rate study was achieved. A Brazilian standards, used by Energy Companies like AES-ELETROPAULO, ESCELSA and CPFL, was used to achieve the results and a optimized model could be proposed. Based on the acquired experienced during this study, it was possible to offer new techniques to decrease the failure rates.

Este trabalho apresenta as principais causas de desligamento de cubículos classe 15kV, restringindo-se aos cubículos conhecidos como cabines primárias, que fazem a interface entre a rede das concessionárias de energia e os consumidores primários. Conhecidas as razões pelas quais as cabines desligam, verificou-se quais são as taxas de falha presumidas para os componentes individuais como: chaves seccionadoras e seus acessórios, disjuntores e suas bobinas, relés de proteção de sobrecorrente, transformadores de corrente e de potencial, componentes de serviços auxiliares, etc. Para avaliar a taxa de falhas das diversas configurações possíveis foram estabelecidos dezoito modelos específicos e estudadas matematicamente suas taxas de falha. Para tanto, foram utilizados os padrões estabelecidos pelas concessionárias Brasileiras como AES-ELETROPAULO, ESCELSA e CPFL, além da proposição de modelo que pode ser considerado como OTIMIZADO. Com base na experiência adquirida com os modelos estudados foi possível ainda a proposição de mecanismos de melhoria dos índices de desligamento. / This study is intended to explore the main causes of failure in 15kV switchgears, restricted to primary equipments making the interface between the Utility and the consumers. Discovering the reasons of the failures, the individual failure rates of each components was noted, as following: switches and its acessories, circuit breakers and its coils, overcurrent relays, current and voltage transformers, auxiliary circuits, etc. Analyzing the failure rates of many possible configurations of eighteen particular models, a mathematical failure rate study was achieved. A Brazilian standards, used by Energy Companies like AES-ELETROPAULO, ESCELSA and CPFL, was used to achieve the results and a optimized model could be proposed. Based on the acquired experienced during this study, it was possible to offer new techniques to decrease the failure rates.

Orientador: Antonio Roberto Balbo / Banca: Leonardo Nepomuceno / Banca: Marcelo Suetake / Banca: Washington Alves de Oliveira / Banca: Daniela Renata Cantane / Resumo: O problema multiobjetivo de despacho econômico e ambiental com efeito de pontos de carregamento de válvula e com perdas de potência ativa, é um problema de otimização multiobjetivo, não convexo e não-diferenciável. Por apresentar tais características, normalmente, é resolvido na literatura, através de abordagens heurísticas de otimização. Com a inserção da representação da transmissão (fluxo de potência) ao problema multiobjetivo, o mesmo torna-se mais complexo de ser solucionado. Devido a estas dificuldades, são escassas as abordagens determinísticas de otimização para solução destes tipos de problemas, uma vez que elas necessitam do cálculo de derivadas parciais, enquanto que, as heurísticas não necessitam. Portanto, os principais objetivos deste trabalho são: propor uma abordagem determinística para a solução dos problemas em destaque e comparar com outros métodos disponíveis na literatura, principalmente os métodos heurísticos e meta-heurísticos. A abordagem determinística proposta tem as seguintes características: tratar a natureza multiobjetivo dos problemas através da estratégia de Restrições Canalizadas Progressivas (RCP); utilizar uma técnica de suavização de funções para lidar com a não diferenciabilidade e, por fim, utilizar um método de rescalamento não-linear, baseado na função barreira logarítmica modificada, com procedimento previsor-corretor e estratégia de correção de inércia para resolver os subproblemas resultantes da estratégia RCP. A metodologia proposta ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The multiobjective economic and environmental dispatch problem with valve-point loading effects and losses is a multiobjective, non-convex and non-differentiable optimization problem. Due to these characteristics, it has been solved in the literature mainly by heuristic approaches. The addition of the network representation to the multiobjective problem makes it more complex to be solved. Due to these difficulties, there are few deterministic optimization approaches for solving these problems. While deterministic optimization approaches require the calculation of partial derivatives, heuristic approaches do not. Therefore, the main objective of this work is to propose a deterministic approach to solve these problems and compare it with other methods available in the literature, especially the heuristic and metaheuristic methods. The proposed deterministic approach has the following characteristics: the multiobjective nature of the problems is handled through the Progressive Bounded Constraint (PBC) strategy, a smoothing function technique is employed to deal with the cost function non-differentiability and, finally, the non-linear rescaling method, based on the modified logarithmic barrier function, with predictorcorrector procedure and inertia correction strategy, is applied to solve the single objective subproblems resulting from the PBC method. The proposed methodology is applied to the test systems with 2, 6, 10, 19 and 40 generators for the multiobjective dispatch proble... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Thesis (Ph. D.)--Ohio University, August, 1993. / Title from PDF t.p.

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