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.

Orientadores: Gilberto de Martino Jannuzzi, Luiz Carlos Pereira da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T17:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoyaChaves_FranciscoDavid_D.pdf: 2595862 bytes, checksum: b7384c05596f9dc99d6f2e42bbbe231c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Com a finalidade de constituir os princípios para um futuro marco regulatório no Brasil, que contemple a participação da geração distribuída para o fornecimento de serviços ancilares, este trabalho apresenta uma análise desenvolvida em três grandes áreas assim: técnica, econômica e regulatória. Como objetivo específico do projeto, realiza-se uma analise da utilização da GD para o fornecimento de reservas de potência ativa e suporte de reativos. Para atingir os objetivos dessa pesquisa, o trabalho e realizado em três seções complementares. A primeira parte á uma análise técnica, feita mediante a simulação de sistemas elétricos em regime permanente utilizando a analise de fluxos de carga. Apresentam-se algumas das vantagens e limitações técnicas no uso da GD no fornecimento de potencia ativa e reativa. Apresenta-se também, o estudo sobre o fornecimento de reservas operativas com GD, propondo-se uma metodologia para estabelecer o nível máximo de GD que pode ser instalado sem causar impactos negativos sobre a rede. Apresenta-se o desempenho da GD e seus impactos em situações de entrega de reservas operativas, simulando casos diante de possíveis desligamentos de geradores centralizados. Listam-se diversas tecnologias que podem ser utilizadas em aplicações de GD fornecendo serviços ancilares. A segunda seção é uma análise econômica, na qual, e apresentado o despacho adequado de geradores centralizados e descentralizados, realizada mediante a simulação de cenários de sistemas elétricos com fluxos de carga ótimos. Também e feita uma quantificação da contribuição da GD no fornecimento de suporte de reativos. A análise regulatória lista os aspectos a serem considerados num marco regulatório que permita o fornecimento de serviços ancilares através da GD para o futuro mercado de eletricidade no Brasil. Este trabalho, conseqüentemente, conceitua a GD; especifica suas aplicações; evidencia as suas vantagens; lista os segmentos potencialmente geradores e os principais agentes operantes da GD; aponta as tecnologias ora disponíveis e aquelas em processo de desenvolvimento; mostra, generalizadamente, os aspectos legais e institucionais vigentes que influenciam a GD; detalha as principais barreiras a sua inserção como uma alternativa complementar, no fornecimento de servicos ancilares tão necessários nos sistemas elétricos / Abstract: In order to set the principles for a future regulatory framework in Brazil which involves the participation of distributed generation (DG) to provide ancillary services; this work presents an analysis developed in three broad areas, technical, economic and regulatory. A specific objective of the project is to make an analysis of the use of the DG for the supply of active power reserves and reactive support. To achieve the objectives of this research it is necessary to develop three additional sections. The first part is a technical analysis done through the simulation of electrical systems on a permanent regime that uses the analysis of power flows. There are some advantages and technical limitations in the use of DG for the supply of active and reactive power. This part also presents the study on the provision of operating reserves with DG, and proposes a methodology to establish the level of DG, which can be installed without causing negative impacts on the network. In addition to this, this section shows the performance of DG and its impact in case of delivery of operating reserves, simulating some cases before possible disconnections of centralized generators. Finally, it lists different technologies that can be used in applications of DG provided with ancillary services. The second section is an economic analysis which is presented in the appropriate order that centralized and decentralized generators are made by the simulation of scenarios in electrical systems with optimal power flows. It is a quantification of the contribution of DG in the provision of reactive support. The analysis lists the regulatory aspects to be considered in a regulatory framework that enables the provision of ancillary services through the DG for the future market of electricity in Brazil. This work, therefore, conceptualizes a DG; specifies its applications highlighting their advantages, listing segments and potentially generating the key players involved in DG; outlines the technologies now available and those in the development process; shows generally, the legal and institutional force affecting DG; details the key barriers to their inclusion as an additional alternative in the provision of ancillary services as needed in the electrical systems / Doutorado / Engenharia Mecanica / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

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

Orientador: Anésio dos Santos Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T02:47:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_IaradaCunhaRibeiroda_D.pdf: 1773553 bytes, checksum: 06519e6714ec628c0365a39c3384366d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta tese é apresentado o método da barreira modificada via princípio de reescalonamento não linear aplicado ao fluxo de potência reativa ótimo. Esse método é baseado na transformação das restrições de desigualdade do fluxo de potência reativa ótimo, gerando um problema de barreira modificado. Resolvendo uma sequência desses problemas barreira modificado, o método pode alcançar a solução do fluxo de potência reativa ótimo. A estratégia de busca é composta por dois ciclos: o primeiro minimiza a função Lagrangeana associada ao problema de barreira modificada através do método de Newton e o segundo ciclo atualiza as variáveis duais do problema não linear. O método barreira modificado é aplicado em sistemas elétricos do IEEE e os resultados são apresentados na tese / Abstract: In this thesis is presented the modified barrier method, based on the nonlinear rescaling principle and applied to the problem for optimal reactive power flow. This method is based on the transformation of nonlinear inequality constraints of the optimal power flow that generates a modified barrier problem. On searching the solution of a sequence of these problems the method can achieve the solution of the optimal power flow. The search strategy is composed by two stages: the first one update the dual variable approximation of inequality constraints of the problem. The second one minimizes the Lagrangian function of the modified barrier problem by Newton's method. This strategy has been applied to optimal power flow IEEE systems and the results are also shown in this thesis / Doutorado / Energia Eletrica / Doutora em Engenharia Elétrica

Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tavares_PauloHenrique_M.pdf: 5510911 bytes, checksum: 940c63e44cced59574e4dc9dcf86175e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem como principal objetivo utilizar diversos recursos de engenharia, para se avaliar a qualidade da energia de uma instalação elétrica, utilizando ferramentas de software para a expansão de uma planta industrial, avaliando-se as consequências da compensação de reativos e mitigação harmônica considerando-se a instalação de cargas não lineares. A dissertação foi dividida em tópicos, considerando a revisão de alguns conceitos de qualidade da energia elétrica, em especial as distorções harmônicas, sua interpretação, características, impactos sobre o sistema de potência, limites dos equipamentos elétricos às distorções, modelagem das cargas, tipos de filtros harmônicos, e a mitigação das perturbações harmônicas para atendimento às normas técnicas nacionais e internacionais. Também é abordada neste trabalho a expansão de uma instalação industrial considerando a compensação de reativos, as distorções harmônicas nas subestações de baixa até a alta tensão, projeto e implantação de filtros harmônicos sintonizados, visando atendimento às recomendações nacionais de fator de potência e de distorções harmônicas. Por fim, são comparados os resultados de simulações feitas utilizando o software PTW 32 com as medições em campo antes e após a instalação dos dois filtros harmônicos na barra de 11,9 kV, comprovando que os modelos matemáticos do software utilizados nas simulações de fluxo fundamental e harmônico, em regime permanente, apresentam resultados satisfatórios, bem como validando o dimensionamento do filtro harmônico sintonizado / Abstract: This work has as main goal to use various engineering resources, to evaluate the power quality of an electrical installation, using software tools to designing the expansion of an industrial plant, evaluating the consequences of reactive compensation and harmonic mitigation considering the installation of non-linear loads. The dissertation was divided into topics, considering the revision of some power quality concepts, especially the harmonic distortion, its interpretation, features, impact on power system, limits of the electrical equipments under the distortions, modeling of loads, harmonic filter's types, and the mitigation of the harmonic disturbances to comply with national and international technical standards. Also is addressed in this work the expansion of an industrial facility considering the reactive compensation, harmonic distortions in the low-voltage until high-voltage substations, the project, construction and implementation of two tuned harmonic filters, to meet the national recommendations of the power factor and harmonic distortions. Finally, the simulation's results using the PTW32 software are compared with the field measurements before and after the installation of the two harmonic filters on the 11.9 kV busbar, proving that the mathematical models used in the software for the fundamental and harmonic load flow's simulation, in steady state, present satisfactory results, as well as validating the design of the tuned harmonic filter / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho; Marcelo Gradella Villalva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:11:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ota_JoaoInacioYutaka_M.pdf: 7717643 bytes, checksum: c0a1a3d8391b140cd3113fbbbc0106b8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre filtro ativo de potência paralelo para sistema trifásico com quatro fios, discutindo técnicas de compensação e de controle de correntes. O estudo concentra-se no filtro ativo paralelo composto por um inversor do tipo fonte de tensão com quatro pernas. Com esta estrutura de conversor são realizados estudos e simulações em computador de estratégias de compensação de correntes harmônicas e de controle de correntes. São investigadas técnicas de controle repetitivo, ressonante e proporcional-integral. Os sistemas de controle de correntes são construídos com um algoritmo de modulação por largura de pulsos tridimensional com vetores espaciais, que é investigado em detalhes no trabalho / Abstract: This dissertation presents a study of three-phase four-wire shunt active power filter, discussing compensation and control currents techniques. The study focuses on the shunt active filter composed by a four-leg voltage source inverter. Using this converter structure studies about strategies for compensation of harmonic currents and current control are carried out through computer simulations. Repetitive, resonant and proportional-integral control techniques are investigated. The current control system is performed using an algorithm of three-dimensional space-vector pulse width modulation, which is investigated in detail in the work / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Takaaki Ohishi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:39:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Modesto_SoniaAngelinaGarcia_D.pdf: 7966542 bytes, checksum: e394ce8619b189ec96e83326835c45df (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Esta tese trata do problema de planejamento da operação de curto prazo (operação diária) de reativos. A Cadeia de Planejamento do Setor Elétrico brasileiro inicia com um Planejamento de Longo Prazo, o qual considera a operação do sistema através de modelos equivalentes em um horizonte de cinco anos. Em seguida o Planejamento de Médio Prazo, utilizando um modelo individualizado para cada usina hidrelétrica e termelétrica, analisa a operação para um horizonte de um ano à frente. A próxima etapa é de Programação da Operação, a qual determina a operação do sistema para o horizonte de alguns dias à frente. Finalmente, a solução da Programação da Operação é utilizada pela operação em tempo real como uma referência operativa. Em todas estas etapas, as modelagens representam apenas a geração e transmissão de potência ativa (Modelo DC). Para a parte reativa não há planejamento. Neste estudo sobre a parte reativa, enfocou-se o aspecto das variáveis discretas, mais precisamente os taps dos transformadores. Supõe-se conhecido um despacho de geração ativa, dado pela Programação da Operação, e um despacho de potência reativa, obtido por exemplo através de um caso base, ou através de um modelo de fluxo de potência ótimo reativo. Inicialmente foi estudado o problema de despacho de reativos, o qual considera o operação em um dado instante de tempo (problema estático). Para este problema, foram desenvolvidos três abordagens. A primeira é uma metodologia híbrida combinando Algoritmos Genéticos (AG) e um modelo de Fluxo de Potência Ótimo (FPO). Nesta abordagem as variáveis discretas são tratadas através dos AG e cada indivíduo é avaliado através de um FPO. A vantagem desta metodologia é que esta determina conjuntamente as variáveis continuas (geração de potência ativa e reativa) e as variáveis discretas; a desvantagem é o elevado tempo computacional. Buscando diminuir o tempo de processamento, foram desenvolvidos duas outras metodologias, uma utilizando um método de Busca Local e a outra baseada em Busca Tabu. Em ambas as metodologias, o FPO foi substituído por um modelo de fluxo de potência não linear. O plano de operação reativa ao longo de um dia, aqui denominado prédespacho de reativos, visa estimar uma solução em termos do posicionamento dos taps para cada intervalo do dia, buscando obter um perfil de tensão mais adequado do ponto de vista operativo. A abordagem para o pré-despacho de reativos utiliza o modelo de despacho de reativos baseado em Busca Tabu, mas considera a solução obtida no intervalo anterior. Todas as metodologias utilizaram o sistema IEEE30 como sistema teste / Abstract: This thesis treats the short-term (daily operation) reactive operation planning. The Brazilian operation planning initially performs a long-term operation study. This planning uses a equivalent model representation and take into account a time horizon of five years. The next step is the mid operation planning, that uses a individual representation and considers one year operation. The last planning determines the short-term operation using a more detailed model, including transmission operation constraints through a linear model. Finally, this short-term planning is used as operational guidelines in the real time operation. The models used in these different planning represent only the active power generation and transmission. For reactive operation there are not planning. This study about reactive operation focused the discrete decision. More specifically, the taps are treated as discrete variables. The methodologies supposes that the active and reactive power generations are given. Initially, the reactive dispatch problem is treated, and three methodologies are developed. The first is a hybrid model, that combines a Genetic Algorithm approach with an Optimal Power Flow model. This methodology has the advantage to determine the active and reactive generations and discrete variables values; the inconvenient is the high computer time processing. Two others methodologies are developed in order to obtain more faster approach. One approach is based on Local Search and the other is based on Tabu Search. In both methodologies, the OPF model is substituted by a non-linear power flow. The proposed daily reactive operation planning aims to determines the taps position for each time interval, looking for a more operationally suitable voltage profile. This planning is based on the Tabu Search Reactive Dispatch model. All methodologies used the IEEE30 as test system / Doutorado / Automação / Doutora em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T07:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alcantara_MarcioVenicioPilar_M.pdf: 1100908 bytes, checksum: 0913d60c47bc87e4c67320408f6905af (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: É sabido que o maior volume de perdas ocorre nos sistemas de distribuição de energia elétrica. Capacitores shunt são largamente utilizados nos alimentadores primários dos sistemas de distribuição para compensar potência reativa e conseqüentemente obter melhor perfil de tensão, reduções das perdas de potência e energia, e aumento da capacidade da rede de distribuição em atender carga ativa. A decisão do local ótimo de instalação de bancos de capacitores corresponde a um problema de programação matemática combinatorial. A determinação da influência da modelagem da carga na solução do problema, a inclusão de objetivos técnicos relacionados ao controle de tensão, custos de operação e de manutenção, e perdas de potência e energia, resultando numa nova formulação multi-critério com critérios conflitantes para o problema, e a viabilidade da aplicação de algoritmos genéticos como método de solução dessa nova formulação justificaram o desenvolvimento desta pesquisa. A definição do problema, e o desenvolvimento de modelagens matemáticas podem ser encontrados na primeira parte do trabalho. Na segunda parte apresentam-se os métodos de resolução utilizados nesse trabalho, são eles: heurísticos, e um método meta-heurístico. Um dos métodos heurísticos utiliza fatores de participação reativos da teoria de estabilidade de tensão para resolução do problema. O método meta-heurístico é um algoritmo baseado em algoritmos genéticos que resolve a formulação matemática apresentada anteriormente. Os métodos são testados utilizando-se uma rede real de 70 barras. Efeitos de cargas dependentes da tensão no problema são avaliados / Abstract: It is well known that the major portion of active power losses happen in the electric power distribution feeders. Shunt capacitors are broadly used in the primary feeders to compensate reactive power and consequently to obtain better voltage profile, reductions of power and energy losses, and increase the distribution network capacity in supplying active power demand. The decision of the optimal capacitors banks installation corresponds to a combinatorial mathematical programming problem. The determination of the influence of the load modeling in the solution of the problem, the inclusion of technical objectives relating to voltage control, costs of operation and maintenance, and cost of power and energy losses, resulting in a new multi-criteria formulation with conflicting criteria to the problem, and the viability of the application of genetic algorithms as method of solution of that new formulation justified the development of this research. The definition of the problem and the development of mathematical models can be found in the first part of the work. In the second it is presented the resolution methods, they are: heuristic, and a meta-heuristic method. One of the heuristic methods uses reactive participation factors commonly applied for voltage stability analysis of power systems. The meta-heuristic method is an algorithm based on genetic algorithms that solve the mathematical formulation previously presented. The methods are tested by using a real network of 70 bars. Effects of voltage dependent loads in the problem are quantified / Mestrado / Energia / Mestre em Engenharia Elétrica

The transition of the power sector from vertically integrated utility (VIU) to deregulated system has resulted in reshaping of generation, transmission and distribution components. Some of the objectives of restructuring are to ensure a secure and reliable supply of electricity, encourage competition in all segments, sustain future economic and technological growth, etc. There are many challenges that arise in fulfilling these objectives. The thesis addresses some of them related to planning and operational aspects of real and reactive power, covering the following areas: Real power tracing, loss allocation and pricing Reactive power tracing, loss allocation and pricing Power system generation expansion planning Power transfer capability in interregional grids Voltage stability enhancement by improving reactive power margins In deregulated power systems, it has become important to identify the generation and transmission entities responsible in meeting loads. This is done by tracing the power flows through the transmission network. Power tracing is required to assess the extent of network usage by the participants, so as to allocate the transmission losses and charges. Many loss allocation methods are presented in the literature. The loss allocation method implemented in this thesis is a circuit based method. For obtaining the generators contribution towards meeting system loads and transmission losses, an approach of relative electrical distance (RED) between the generation and the load buses, is presented. The method is used to trace both real and reactive power flows. In the case of real power, the generators are the only sources and loads are the only sinks. However, reactive sources and sinks are distributed all along the transmission system. The reactive power sources considered are generators, switchable VAR sources (shunt capacitor banks) and line charging susceptances; and the reactive sinks are shunt reactors and reactive inductive loads. While tracing their flows the actual sources or sinks are to be identified which is obtained after adding reactive injections and absorptions at each bus. If the net value is absorbing, the bus is a reactive sink and if the net value is injecting, the bus is a reactive source. The transmission line charge susceptances contribution to the system’s reactive flows; and its aid extended in reducing the reactive generation at the generator buses is also discussed. A reactive power optimization technique is applied to optimally adjust the reactive controller settings of transformer taps, generator excitations and switched capacitors, so that the available reactive resources can be fully utilized. In the thesis, a methodology for evaluation of real and reactive power load and loss sharing proportions; and cost allocation towards transmission utilization is presented. Due to the ever growing increase in demands; on one hand the existing transmission networks are getting overloaded at some locations and on the other hand, the available generation is becoming insufficient to cater to the additional demand. To handle this problem, generation and transmission expansions become inevitable. Hence, additional public sector units or independent power producers and transmission providers are to be brought in. However in a restructured system, generally there is no central planning for new generation capacity or transmission additions. The reason being, these investments need huge capital and long period of commitment. While making a generation investment decision, expectations concerning future electricity demand, spot market prices, variations of regulatory policies, etc., are the major considerations. The locations, capacities and timing of new power plants are basically at the generation companies’ own discretion. Also, generation companies do not have any obligation to ensure sufficient supply of electricity to meet present and future requirements. Hence, it is a matter of concern as to how adequate generation capacity can be secured in the long run. Optimal siting and sizing of these new generation locations is also an issue of concern. In this thesis a new index called as ‘Tindex’ is proposed, which identifies prospective new generation expansion locations. The index is formulated based on the transmission network information, and it helps in identifying the most suitable new generation expansion locations. To implement this methodology each of the load bus is treated as a generation bus, one at a time, and the maximum generation capacity that can be installed at the location is computed from the approach. This method ensures minimum transmission expansion. Interconnected power systems help in exchanging power from one area to other areas at times of power deficiency in their own area. To enable this, their tieline capability to transfer power has to be sufficient, which is determined using total transfer capability (TTC) computation. TTC is an important index in power markets with large volume of interarea power exchanges and wheeling transactions taking place on an hourly basis. In the thesis, the total transfer capability (TTC) of interconnected tielines, under normal and contingency conditions is evaluated. The contingency cases evaluated are single line contingency, tieline contingency and generator outage. The most critical lines in each zone are identified using Fuzzy set theory. Unified power flow controller (UPFC), a flexible AC transmission system (FACTS) device is incorporated to improve the power transfers under contingency conditions. The best locations for UPFC placement are identified by analysing the power flow results obtained after considering the contingencies. For each of the normal and contingency cases, a base case and a limiting case are formed and the TTC is evaluated. Limiting case is formed by increasing the load in small steps till a point after which bus voltages or line loadings start to violate their stability constraints. To improve the system conditions in the limiting case, reactive power optimization and UPFC installation is carried out. The results reflect the improvement in system conditions and total transfer capability margins. Availability of sufficient generator reactive margins is very essential to ensure system’s voltage stability, without which even minor disturbances may lead to catastrophe. The amount of reactive power margin available in a system determines its proximity to voltage instability under normal and emergency conditions. One way of improving the reactive margin of a synchronous generator, is to reduce the real power generation within its MVA ratings. However this real power reduction will affect the real power contract agreements formed while power trading. The real power contracts are not disturbed and the reactive power margins are improved by optimally adjusting the other available reactive controllers, namely, generator exciter, transformer taps and shunt compensators. To have further control on the reactive flows, UPFC device is incorporated at appropriate locations. The thesis discusses how reactive margins are computed and subsequently improved using a reactive power optimization technique and UPFC. Case studies are carried out on typical sample 6bus, 8bus, 10bus, 16bus, 20bus, IEEE 30bus, IEEE 39bus systems, and reallife equivalents of Indian southern grid 24bus, 72bus, 87bus and 205bus systems to illustrate the proposed approaches.

Abstract not available