Orientador: Edméa Cássia Baptista / Banca: Geraldo Roberto Martins da Costa / Banca: Edilaine Martins Soler / Resumo: Este trabalho propõe uma abordagem que utiliza uma combinação de métodos baseados na função barreira logarítmica e barreira logarítmica modificada para a resolução do problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo. Na abordagem proposta as restrições de desigualdade são transformadas em igualdade introduzindo as variáveis de folga, as quais são tratadas pela função barreira logarítmica ou pela função barreira logarítmica modificada e as restrições de igualdade são tratadas pelos multiplicadores de Lagrange. Estes métodos são utilizados em duas etapas. Inicialmente aplica-se o método baseado na função barreira logarítmica até que um critério de transição seja satisfeita. Depois aplica-se o método baseado na função barreira logarítmica modificada até que a condição de convergência seja satisfeita. Testes numéricos utilizando os sistemas elétricos de 3 barras e IEEE 14, 30, 57 e 118 barras indicam que o método é eficiente na resolução do problema Fluxo de Potência Ótimo Reativo. Uma comparação dos resultados obtidos pela abordagem proposta com os dos métodos de barreira logarítmica e de barreira logarítmica modificada separadamente é realizada. / Abstract: This work proposes an approach that uses a combination of methods based on loga-rithmic barrier function and modi˝ed logarithmic barrier function for the resolution of the reactive optimal power ˛ow problem. In this proposed approach the inequality cons-traints are transformed into equalities by adding the slack variables, which are handled by logarithmic barrier function or modified logarithmic barrier function, and the equality constraints are handled by means of Lagrange multipliers. These methods are used in two steps. Initially, the method based on the logarithmic barrier function is applied until the stop condition is satisfied. After the method based on modified logarithmic barrier function is used until the convergence condition is satisfied. Numerical tests carried out with the 3 bus, IEEE 14, 30, 57 and 118 bus electrical systems indicate that the proposed approach is efficient in the resolution of the reactive optimal power flow problem. The results obtained by the proposed approach were compared with the logarithmic barrier method and the logarithmic barrier method modified, separately. / Mestre

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Banca: Ricardo Quadros Machado / Banca: Paulo José Amaral Serni / Resumo: As discussões recentes na área de condicionamento de energia elétrica têm como objetivo integrar as tecnologias de compensação convencionais às tendências do setor elétrico, às quais apontam para a distribuição da geração e do condicionamento de energia ao longo da rede, contribuindo para a configuração da chamada rede inteligente. Visando contribuir com tais discussões este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de projeto e controle de sistemas de condicionamento de energia, nos quais diversas tecnologias de compensadores sejam capazes de operar cooperativamente. As definições matemáticas desta metodologia são embasadas na teoria de potência conservativa, uma modelagem matemática recente que associa características de circuitos elétricos à parcelas de corrente e potência. As tecnologias de compensadores utilizadas são os compensadores estáticos de reativos, filtros passivos e filtros ativos. Os compensadores projetados e controlados de acordo com a metodologia proposa foram testadas em simulação para atuar em redes com alta e baixa impedância de linha, na presença de cargas lineares e não lineares e em configurações fixas e variáveis ao longo do tempo de simulação. Em todos os casos, a compensação atenuou significativamente distúrbios de corrente relacionados com reativos, desequilíbrio e não linearidades entre tensões e correntes da carga. Uma rede com cargas distribuídas também foi simulada para avaliar a cooperação entre os compensadores, quando estavam conectados em diferentes pontos desta rede, bem como para discutir os possíveis critérios de projeto e controle da compensação distribuída / Abstract: Recent discussions in power conditioning aim to integrate traditional compensation technologies to new trends in electrical system, which has been pointing to the characterization of the smart grid concept. In order to contribute to those discussions, this dissertation presents a methodology to design and control different technologies of power conditioners for cooperative compensation. The mathematical definitions used in the methodology came from conservative power theory, a recent mathematical modeling that offers power and current decompositions associated to some characteristics of electrical circuits. Thus, static var compensators, passive filters and active filters were designed according to the proposed methodology and tested in simulation with three-phase linear and loads connected to two typical grids, with and low line impedances. Results show effective compensation of reactive current, load unbalance and non linearities between voltage and current. Moreover, preliminary studies in distributed compensation are presented too, with simulations of a 13-node distribution grid based on IEEE 13-node test feeder, and the results of these simulations offer relevant considerations to extend the methodology to distributed compensators / Mestre

Diss. (sammanfattning). Umeå : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 6 uppsatser.

Orientador: Leonardo Nepomuceno / Banca: Edilaine Martins Soler / Banca: Guilherme Guimarães Lage / Resumo: O problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo (FPOR) tem como objetivo otimizar um critério associado a potência reativa do sistema elétrico, levando em conta os limites físicos e técnicos-operacionais do mesmo. O problema de FPOR é formulado como um problema de programação não-linear com variáveis contínuas e discretas. Em muitos trabalhos da literatura, as variáveis discretas do problema de FPOR são consideradas como contínuas e a solução obtida é ajustada para o valor discreto mais próximo do conjunto de valores discretos pré-estabelecidos. Tal abordagem descaracteriza a representação real do problema associado ao sistema elétrico, além de resultar em soluções não ótimas ou até mesmo em soluções infactíveis. Este trabalho propõe uma abordagem de solução para tratar as variáveis discretas do problema de FPOR. Utiliza-se uma função penalidade senoidal que penaliza as variáveis discretas quando estas assumem valores que não pertencem ao conjunto discreto pré-estabelecido. A metodologia geral de solução proposta, utiliza métodos de pontos interiores e exteriores em conjunto com o método de penalidade para o tratamento das variáveis discretas. Mostra-se que a função penalidade senoidal introduz dificuldades para a convergência do método de pontos interiores e exteriores para pontos de mínimos. Para a correção deste problema, propõe-se uma estratégia de correção de inércia de modo a garantir a obtenção de mínimos locais do problema penalizado. O método de soluçã... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Reactive Optimal Power Flow (FPOR) has the objective of optimizing a criterion associated with the reactive power if the electric system, taking into account the physical and technical-operational limits of the same. The FPOR problem is formulated as a nonlinear programming problem with continuous and discrete variables. In many works of the literature, the discrete variables of the FPOR problem are considered to be continuous and the solution obtained is adjusted to the nearest discrete value of the set of preset discrete values. Such an approach de-characterizes the actual representations of the problem associated with the electrical system, as well as resulting in non-optimal solutions or even infeasible solutions. This work proposes a solution approach to treat the discrete variables of the FPOR problem. A sinusoildal penalty function is used that penalizes the discrete variables when they assume values that do not belong to the pre-established discrete set. The proposed general solution methodology uses interior and exterior point methods in conjunction with the penalty method for the treatment of discrete variables. It is shown that the sinusoidal penalty function introduces difficulties for the convergence of the method to mininum points. In order to correct this problem, a strategy of correction of inertia is proposed in order to guarantee the obtaining of local minimum of the peanlized problem. The proposed solution method was implemented in Matlab and applied to IEEE 14,30, 57 and 118 buses. The results obtained evidenced the efficiency of the proposed approach / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-02Bitstream added on 2014-06-13T19:28:07Z : No. of bitstreams: 1 liberado_ev_me_bauru.pdf: 1524353 bytes, checksum: 5a5ec88c9ac35fcba41e0a65ff12ce49 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As discussões recentes na área de condicionamento de energia elétrica têm como objetivo integrar as tecnologias de compensação convencionais às tendências do setor elétrico, às quais apontam para a distribuição da geração e do condicionamento de energia ao longo da rede, contribuindo para a configuração da chamada rede inteligente. Visando contribuir com tais discussões este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de projeto e controle de sistemas de condicionamento de energia, nos quais diversas tecnologias de compensadores sejam capazes de operar cooperativamente. As definições matemáticas desta metodologia são embasadas na teoria de potência conservativa, uma modelagem matemática recente que associa características de circuitos elétricos à parcelas de corrente e potência. As tecnologias de compensadores utilizadas são os compensadores estáticos de reativos, filtros passivos e filtros ativos. Os compensadores projetados e controlados de acordo com a metodologia proposa foram testadas em simulação para atuar em redes com alta e baixa impedância de linha, na presença de cargas lineares e não lineares e em configurações fixas e variáveis ao longo do tempo de simulação. Em todos os casos, a compensação atenuou significativamente distúrbios de corrente relacionados com reativos, desequilíbrio e não linearidades entre tensões e correntes da carga. Uma rede com cargas distribuídas também foi simulada para avaliar a cooperação entre os compensadores, quando estavam conectados em diferentes pontos desta rede, bem como para discutir os possíveis critérios de projeto e controle da compensação distribuída / Recent discussions in power conditioning aim to integrate traditional compensation technologies to new trends in electrical system, which has been pointing to the characterization of the smart grid concept. In order to contribute to those discussions, this dissertation presents a methodology to design and control different technologies of power conditioners for cooperative compensation. The mathematical definitions used in the methodology came from conservative power theory, a recent mathematical modeling that offers power and current decompositions associated to some characteristics of electrical circuits. Thus, static var compensators, passive filters and active filters were designed according to the proposed methodology and tested in simulation with three-phase linear and loads connected to two typical grids, with and low line impedances. Results show effective compensation of reactive current, load unbalance and non linearities between voltage and current. Moreover, preliminary studies in distributed compensation are presented too, with simulations of a 13-node distribution grid based on IEEE 13-node test feeder, and the results of these simulations offer relevant considerations to extend the methodology to distributed compensators

Orientador: Anesio dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T23:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_MarcelodeOliveira_M.pdf: 6975091 bytes, checksum: bd7eb8f741f3071d5da7890e3d6936e2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os índices clássicos de desempenho, utilizados na análise do suporte de potência reativa série e perfil de tensão, são a soma das perdas de potência ativa e reativa série que ocorrem no sistema de transmissão, sob determinadas condições de carga. A minimização das perdas ativas, ou das perdas reativas, altera significantemente o suporte de potência reativa exigido pelo sistema de transmissão para o atendimento da carga. Neste trabalho, é analisado o papel da minimização dos índices de desempenho e seus efeitos sobre o perfil das magnitudes de tensão e sobre o suporte de potência reativa correspondente. Também é proposto um índice alternativo, soma das potências aparentes nos circuitos série do sistema, cuja minimização apresenta um ponto de operação mais interessante em relação ao perfil das tensões e às perdas nos sistemas. Os pontos de operação, obtidos por meio da minimização das perdas de potência ativa, da minimização das perdas de potência reativa e da minimização das perdas de potência aparente, nos elementos série, são analisados e comparados. Esta análise é realizada tendo em perspectiva o suporte de potência reativa exigido pelo sistema nos pontos de operação obtidos com as respectivas minimizações. Além disto, também é analisada a aproximação quadrática das perdas de potência aparente série. Para as experimentações numéricas, que possibilitam o estudo deste trabalho, foi utilizado um algoritmo de Fluxo de Potência Ótimo Reativo, baseado no método do gradiente reduzido, com técnicas de projeção e busca unidimensional / Abstract: The classic performance indexes, used on reactive power supply and voltage profile analysis, are the sum of active and series reactive power losses that occur on transmission systems, under determined load conditions. The minimization of active or reactive losses, changes significantly the reactive power supply required from the transmission system to support the load. In this paper work it's analysed the role of performance indexes minimization and their effects on the voltage profile magnitude and on corresponding reactive power supplies. It is also proposed an alternative index, the sum of apparent power on series circuits of the system, which the minimization presents a more interesting operation point in relation to the voltage profile and system power losses. The operation points, gotten from active, reactive and apparent power losses minimization, on series elements, are analyzed and compared. This analysis is carried out aiming the reactive power supplies demanded from the system on the operation points obtained with the respective minimization. Besides it is also analyzed the square approximation of series apparent power losses. For the numeric experimentations, that made possible this study, it was used an optimum reactive power flow algorithm, based on reduced gradient method, with projection techniques and line search / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Anesio dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_Rodrigo_M.pdf: 2688812 bytes, checksum: 631d43c73253b12c2f09a2aeee262597 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O Fluxo de Potência Ótimo Reativo (FPOR) é representado por um modelo matemático que visa a obtenção do estado operativo ótimo de um sistema elétrico de potência sujeito ao atendimento de um conjunto de restrições lineares/não lineares, sem garantia de convexidade, ao passo que otimiza um critério de performance. Soluções do FPOR podem ser utilizadas principalmente no planejamento da operação do sistema. A técnica de pontos interiores aplicada as restrições de desigualdade canalizadas é utilizada como estratégia na solução do problema de FPOR visando a redução das expressões que compõem o modelo e redução da dimensão da matriz. Com a modelagem utilizada obtém-se uma nova estratégia de atualização do parâmetro de barreira. É proposto um novo modelo de FPOR através da relaxação total das restrições em magnitudes de tensão em barras de carga (FPORR), fundamentado no vínculo implícito entre as variáveis do problema. O FPORR apresenta algumas vantagens de convergência e factibilidade em comparação com o FPOR. Resultados e análises são apresentados através de estudos de casos aplicados nas redes de teste do IEEE até o sistema de 162 barras, para comprovar a hipótese de relaxação / Abstract: The Reactive Optimal Power Flow (ROPF) is represented for a mathematic model that has being seeking obtainment the optimal operative status of an electric power system, subject to supplying a set of linear/nonlinear constraints, no guarantee of convexity, and optimize a rule of performance. ROPF solutions can be used mainly in power system planning. Interior point technique applied to canalized inequality constraints is useful as strategy of ROPF problem solution to reduce the expression of the model and to reduce the matrix dimension. About the modeling can obtain a new strategy of updating the barrier function parameter. It is proposed a new ROPF model through the relaxation of all load bus voltage constraints (RROPF), based on implicit entails on variables of the problem. RROPF presents some convergence advantages and feasibility in comparison with ROPF. Results and analyses are obtained through the case studies applied to the IEEE test nets for systems up to 162 buses / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

<p>Jedan od najvažnijih parametara kvaliteta električne energije u<br />distributivnoj mreži je harmonijski sastav naponskih i strujnih<br />signala. U disertaciji je razmatrano integrisano merilo harmonika,<br />na principu stohastičke rezonance. Uopštenje postojećeg teorijskog<br />modela rada merila, ostvareno je ukidanjem pojedinih pretpostavki o<br />idealizovanim uslovima rada: idealni intervali merenja, poznata i<br />nepromenljiva osnovna učestanost, idelane diterske sekvence. Na<br />osnovu teorijske analize, simulacija i praktičnih merenja, date su<br />procene reda veličine za svaku od navedenih grešaka. Na kraju je dato<br />šest preporuka za modifikaciju hardvera i načine obrade rezultata<br />merenja, koje mogu značajno poboljšati metrološke performanse<br />budućih generacija ovih merila.</p> / <p>One of the most important power quality indicators in power grids is the<br />harmonic composition of voltage and current signals. In this thesis an<br />integrated harmonic instrument has been considered, which operates on the<br />principle of the stochastic resonance. Generalization of the existing<br />theoretical model of the instrument was realized by terminating several<br />idealistic assumptions: perfect measurement intervals, known and stable<br />fundamental frequency, ideal dithering sequences. Based on the performed<br />theoretical analysis, simulations and practical measurements, estimates have<br />been given for each of the measurement error sources. Finally, six<br />recommendations were given for the modification of the hardware and the<br />results processing in order to achieve significantly better metrological<br />performances in future generations of this instrument.</p>

Este trabalho apresenta uma metodologia para a alocação de fontes de reativos em sistemas de energia elétrica. A metodologia é baseada no multiplicador de Lagrange, o qual indica a sensibilidade entre a função objetivo perdas de potência ativa na transmissão, e as restrições injeções de potência reativa. Os multiplicadores de Lagrange são obtidos impondo-se as condições de estacionaridade à função Lagrangeana Aumentada, a qual é associada ao problema de Fluxo de Carga Ótimo. A metodologia é comparada com o método Simplex e com o sistema original. Testes foram realizados com os sistemas AEP14 e AEP30 que mostraram a eficiência da metodologia. / This work presents a methodology for the allocation of reactive sources in electrical power systems. The methodology is based on Lagrange\'s multiplier that points out the sensibility between the objective function - transmission active power loss and the constraints reactive power injections. The Lagrange\'s multipliers are obtained by imposing the conditions of stationarity at Augmented Lagrangeana function, that is connected to the Optimal Load Flow problem. The methodology is compared with the Simplex method and the original system. Tests were canied out with AEP14 and AEP30 systems, that showed the efficiency of the methodology.

A comparative study of the economic benefits that can be obtained from different degrees of power factor correction for medium and small scale industrial installations is shown. A new approach for precise calculation of kws and kvars required at different power factors is presented. These calculated values are used to find the return on investments for the capacitors needed for power factor correction. The developed method is easy to use, cost effective, accurate and will help electrical engineers with minimum knowledge of power systems to precisely determine the savings available by improving the power factor of an industrial load.