Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Padilha_PauloEduardoFranca_M.pdf: 721382 bytes, checksum: 8fae387ba335cdb5b3e7b462935121c1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho é feita uma comparação de técnicas analíticas e experimentais de Análise de Caminhos de Transferência Vibroacústicos. A Análise de Caminhos de Transferência, ou TPA como é conhecida pela abreviatura em inglês, é uma ferramenta para se avaliar a contribuição de diferentes caminhos de propagação de energia vibroacústica entre uma fonte e um receptor ligados entre si por várias conexões. Uma aplicação típica de TPA é quantificar e determinar a importância relativa desses caminhos numa dada banda de freqüência, verificando-se a contribuição mais significativa para o receptor. Nessa análise, basicamente duas quantidades devem ser obtidas: as forças operacionais em cada caminho de transferência e a Função de Resposta em Freqüência desses caminhos. Essas funções podem ser obtidas tanto experimentalmente quanto analiticamente, considerando-se ou não a impedância mecânica da fonte vibroacústica. As forças operacionais podem ser diretamente obtidas de medições, usando um transdutor de forças, ou indiretamente estimadas a partir de medições auxiliares. Neste trabalho são apresentados dois métodos de obtenção indireta das forças operacionais ¿ o Método da Rigidez Complexa e o Método da Inversão de Matrizes ¿ associados com as duas possíveis configurações para determinação das Funções de Resposta em Freqüência ¿ incluindo e excluindo a impedância da fonte. Essas técnicas são aplicadas a dois modelos: um analítico e um experimental. avaliadas com esse modelo analítico, comentando-se suas vantagens e desvantagens. São avaliados ainda os efeitos do acoplamento entre fonte e receptor e entre os caminhos de transferência. Os experimentos foram realizados numa estrutura concebida como um modelo simplificado de um automóvel. As forças foram obtidas através dessas duas técnicas indiretas e comparadas com as medidas com transdutores de força. Como no modelo analítico, as forças e FRF foram estimadas na presença e na ausência da fonte, e a contribuição de cada caminho calculada através dessas técnicas e configurações. A resposta do receptor, calculada como uma combinação dos diferentes caminhos de transferência, foi comparada à medida nas condições operacionais, de modo a se verificar a exatidão de cada método utilizado. As vantagens e limitações desses métodos e configurações experimentais são então comentadas para uso em aplicações práticas / Abstract: In the present work, analytical and experimental techniques of Vibro-Acoustic Transfer Path Analysis are compared and discussed. Transfer Path Analysis (TPA) is a tool to evaluate the contribution of different vibro-acoustic energy propagation paths between a source and a receiver linked to each other by a number of connections. TPA is typically used to quantify and rank the relative importance of these paths in a given frequency band, determining the most significant one to the receiver. When applying TPA two basic quantities have to be determined: the operational forces at each transfer path and the Frequency Response Functions of these paths. These functions can be obtained either experimentally or analytically, considering or not the mechanical impedance of the source. Operational forces can be directly measured by force transducers or indirectly estimated from auxiliary response measurements. Two methods to obtain the operational forces indirectly ¿ the Complex Stiffness Method and the Matrix Inversion Method ¿ associated with two possible configurations to determine the Frequency Response Functions ¿ including and excluding the source impedance ¿ are presented and discussed in this work. These estimation techniques are applied to two models: an analytical and an experimental model. Analytically, these techniques are applied to a lumped parameter model. The advantages and drawbacks of them are commented and the effect of coupling between source and receiver and among transfer paths is analyzed with this theoretical approach. The experiments are done in a test structure conceived as a simplified model of an automotive vehicle. The forces are obtained via these two techniques and compared to those measured by force transducers. Like in the analytical model, forces and Frequency Response Functions are estimated in the presence and in the absence of the source, and the contribution of each path is calculated based on the combinations of these different estimation methods and setups. The contributions of the different paths at the receiver location are calculated using each estimation method and are compared to those obtained in the operational condition in order to verify the accuracy of these methods. The advantages and limitations of the methods and test setups are then discussed for use in practical applications / Mestrado / Mecanica Computacional / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Secundino Soares Filho, Aurelio Ribeiro Leite de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T00:05:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thomaz_Adriano_D.pdf: 640435 bytes, checksum: e4748f37d3fbffa8b75b855a68672400 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O método de pontos interiores primal-dual é desenvolvido para o problema de fluxo de potência ótimo corrente alternada ativo e reativo. Adotou-se a representação das tensões através de coordenadas cartesianas uma vez que neste modelo a hessiana do problema é constante e a expansão em Taylor é exata para o termo de ordem dois. Antes da aplicação do método, o número de variáveis do problema é reduzido, não alterando a estrutura esparsa do problema. A matriz resultante é simétrica em estrutura e essa característica é explorada de forma eficiente reduzindo o esforço computacional por iteração. A implementação fornece um ponto de partida, uma solução inicial para ser utilizada como base e referência para futuros aprimoramentos e estudos. Permite inclusão de novos estudos de limites operacionais e físicos, particulares de cada sistema, sem a necessidade de mudanças estruturais. O desenvolvimento propõe novas idéias com técnicas de resolução já conhecidas. Os resultados dos experimentos computacionais, utilizando sistemas de teste IEEE e um sistema real brasileiro, são apresentados / Abstract: The primal dual interior point methods are developed to the AC active and reactive optimal power flow problem. The representation of the complex bus-voltages through cartesian coordinates is adopted, once the Hessian is constant and the Taylor expansion is accurate for the second order term. Before the application of the method, the number of variables of the problem is reduced. This reduction does not modify the sparse pattern of the problem. The final matrix is symmetric in structure and this feature can be exploited reducing the computational effort per iteration. The implementation gives a start point, an initial solution that can be used as a base and reference for future improvements and studies. It also allows including new studies of physical and operational limits, for each system, without the necessity of structural changes. This development proposes new ideas using solution technics already known. The computacional experiments results presented are performed for IEEE test systems and a real Brazilian system / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-10-16T13:11:39Z No. of bitstreams: 1 barbaradasilvamedeiros.pdf: 3659351 bytes, checksum: 5f3a83604095b292ba8f61cabaa96f53 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-10-16T14:35:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 barbaradasilvamedeiros.pdf: 3659351 bytes, checksum: 5f3a83604095b292ba8f61cabaa96f53 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T14:35:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 barbaradasilvamedeiros.pdf: 3659351 bytes, checksum: 5f3a83604095b292ba8f61cabaa96f53 (MD5) Previous issue date: 2018-07-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, duas novas estratégias são propostas para calcular o problema do fluxo de potência sujeito às incertezas nos parâmetros das linhas de transmissão e das cargas dos sistemas elétricos. No estudo de fluxo de potência tradicional, os parâmetros dos sistemas de potência são tratados como quantidades determinísticas. Entretanto, esses dados, como a impedância das linhas de transmissão e a potência aparente das cargas conectadas às barras, podem apresentar incertezas associadas à medição ou à variação ao longo do tempo. Técnicas baseadas em amostragem, como Monte Carlo, apresentam resultados excelentes, porém demandam elevado tempo de processamento computacional. Por isso, atualmente, técnicas soft-computing, que apresentam resultados confiáveis de maneira eficiente, sem necessitar de muitos recursos computacionais, têm sido pesquisadas. O objetivo deste trabalho é, neste sentido, adaptar metodologias existentes na literatura, que não são utilizadas, a princípio, para este fim, para a solução do fluxo de potência intervalar e avaliar se os resultados são confiáveis e eficientes. A adaptação é realizada considerando pequenas incertezas, como geralmente ocorre na realidade, resultando em métodos aproximados de análise de fluxo de potência intervalar. O primeiro método desenvolvido é baseado na técnica de montagem direta da matriz impedância de barras, sem recorrer à inversão da matriz admitância de barras. O segundo método é baseado no Teorema da Compensação, utilizado na análise de sensibilidade. O algoritmo é desenvolvido e testado em Matlab, considerando diferentes casos de incerteza, com os seguintes sistemastestes: brasileiro de 33 barras, IEEE de 57 barras e brasileiro de 107 barras. Os resultados são comparados com aqueles gerados pela simulação de Monte Carlo, a fim de validação. Em geral, os métodos apresentam desempenho satisfatório, pois resultados intervalares viáveis de tensão e fluxo de potência, assim como perdas nas linhas, são encontrados como esperado, sem a aplicação de técnicas existentes na literatura, como a matemática intervalar ou aritmética affine. / In this dissertation, two new strategies are proposed to calculate the problem of power flow subjected to uncertainties in the parameters of transmission lines and loads of electrical systems. In traditional power flow analisys, power system parameters are treated as deterministic quantities. However some data, such as the impedance of transmission lines and the apparent power of loads connected to buses, may present uncertainties associated with measurement or variation over time. Sampling techniques, such as Monte Carlo, present excellent results, but require a high processing time. Therefore, nowadays, soft-computing techniques, which present reliable results in an efficient manner, without the need of many computational resources, have been researched. In this sense, the objective of this work is to adapt existing methodologies in the literature, which are not used for this purpose, for the solution of interval power flow and to evaluate if the results are reliable and efficient. The adaptation is performed considering small uncertainties, as usually occurs in reality, resulting in approximate methods of interval power flow analysis. The first method developed is based on the technique of direct assembly of the bus impedance matrix, without resorting to the inversion of the bus admittance matrix. The second method is based on the Compensation Theorem, used in the sensitivity analysis. The algorithm is developed and tested in Matlab, considering different cases of uncertainty, with the following test systems: Brazilian 33-bus, IEEE 57-bus and Brazilian 107-bus. The results are compared with those generated by the Monte Carlo simulation for validation. In general, the methods present satisfactory performance, as viable intervals of voltage and power flow, as well as losses in the lines, are found as expected, without application of techniques existing in the literature, such as interval mathematics or arithmetic affine.

Orientador : Anesio dos Santos Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:25:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_EsdrasPenedode_D.pdf: 1776464 bytes, checksum: 0190f59fa01ca49b0518113d289152c6 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

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Ce travail a trait à la gestion des flux énergétiques électriques au sein du réseau embarqué d’un véhicule électrique. Les éléments constitutifs de la chaîne électrique ont été d’abord modélisés à des fins de commande et de simulation. Il est visé ici la minimisation du stress des batteries au plomb via une hybridation avec des supercondensateurs. Deux familles de lois de commande ont été conçues et développées, à savoir des lois de type « fréquentielles » et des lois optimales de type « Linéaires Quadratiques Gaussiennes ». Un banc de test temps réel hybride a été architecturé afin de tester ces lois. Ce banc de test a pour noyau deux simulateurs temps réel (RT-LAB et dSPACE). Une partie de la chaîne de puissance est soit émulée par des sources contrôlées ou réalisée via des maquettes à échelle réduite mais à facteur de similitude respecté. Les essais sur le banc de test ont permis d’obtenir des résultats satisfaisants et encourageants qui corroborent la théorie. / This work addresses the management of electrical energy flows within the embedded network of anelectric vehicle. The electrical system components were first modeled for purposes of control synthesisand simulation. It is aimed the minimization of lead-acid batteries stress via hybridization withultracapacitors. Two families of control laws have been conceived and developed, namely afrequency-domain-based law and an optimal Linear Quadratic Gaussian law. A real-time hybrid testbench has been built in order to test these laws. This test bench has two core real-time simulators (RTLABand dSPACE). A part of the power chain has been either emulated by using suitably-controlledsources or realized by using small-scale real hardware with the similarity factor being respected. estson the testbed have yielded satisfactory and encouraging results that corroborate the theory.

Power grids constitute an essential infrastructure providing and distributing electrical energy. The grid structure is currently subject to rapid changes due to the integration of renewable energy sources. In this development one is confronted with several challenges and opportunities as, for instance, the reduction of inertial masses in the system, the strongly increasing decentralisation of generators, and the fluctuating power feed-in by generators relying on renewable energy sources. In this thesis, models are studied that describe the non-linear power-grid dynamics in the presence of fluctuating power feed-in from renewable energy sources, primarily wind turbines. Realistic features of wind-power feed-in are captured by using real data measured at a research platform located in the North Sea. This approach is applied to test systems provided by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), in which one conventional generator is replaced by a wind turbine. It is found that so-called dead ends and other weakly coupled network parts are particularly prone to power fluctuations and perturbations. In contrast to previous studies, the often pronounced heterogeneities of the power grid elements are taken into account when solving the non-linear power-flow and swing equations. Also reactances between locations of power generation and power feed-in are considered, which causes the link topology in the power grid to correspond to a full graph, where all nodes are effectively connected. Both the grid heterogeneities and the additional generator reactances have a decisive impact on power grid stability. Some structures considered as particularly stable in simplified models are prone to perturbations when utilising the more realistic model and vice versa. By the analysis of various quantities characterising functional grid operation, it is shown that a reliable assessment of power grid stability requires the consideration of heterogeneities and generator reactances.

Orientador: Edilaine Martins Soler / Resumo: Neste trabalho, o problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo problema é modelado como um problema de Programação Não Linear Inteira Mista que tem como objetivo minimizar as perdas de potência ativa nas linhas de transmissão de energia elétrica e satisfazer as restrições físicas e operacionais do Sistema Elétrico de Potência. Afim de solucionar o problema, propõem-se três abordagens heurísticas de solução, denominadas de heurística de factibilidade, heurística de melhoria de solução e gap de integralidade como restrição de igualdade. As duas primeiras abordagens são baseadas na minimização do gap de integralidade das variáveis discretas. A heurística de factibilidade objetiva encontrar uma solução factível para o problema por meio de uma busca local. Já a heurística de melhoria de solução objetiva encontrar soluções factíveis melhores a cada iteração até que não seja mais possível, por meio de uma restrição de corte de nível da função objetivo. A terceira abordagem considera a função gap de integralidade como uma restrição do problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo contínuo. Em todas as abordagens, o problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo original é transformado em um problema contínuo resolvido pelo método de pontos interiores com filtro disponibilizado no solver Interior Point OPTimizer em interface com o software General Algebraic Modeling System. Testes numéricos com os sistemas elétricos IEEE 14, 30, 118 e 300 barras e PEGASE 1354 barras são realizados para comp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, the Reactive Optimal Power Flow problem is modeled as a Mixed-IntegerNon-Linear Programming problem and aims to minimize the active power losses throughoutthe transmission system, while satisfying the physical and technical constraints of thePower System. In order to solve the problem, three heuristics approaches are proposed,namely feasibility and solution improvement heuristics. The first and the second proposedheuristics are based on the minimization of the integrality gap of the discrete variables. Thefeasibility heuristic aims to find a feasible solution to the problem through a local search.The solution improvement heuristic aims to find better feasible solution iteratively until itis no longer possible, by adding level cuts in the objective function. The third approachconsiders the proposed integrality gap function as a new constraint of the continuousReactive Optimal Power Flow problem. In both approaches, the original Reactive OptimalPower Flow problem is modeled as a continuous problem and solved by the interior pointmethod with filter implemented in the Interior Point OPTimizer solver under the GeneralAlgebraic Modeling System interface. Numerical tests with the IEEE 14-, 30-, 118 and300-bus and the PEGASE 1354-bus electrical power systems are performed to show theefficiency of the proposed approaches. The numerical results indicate that the proposedapproaches showed to be competitive when compared to exact methods published in theliterature. / Doutor

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Geraldo Roberto Martins da Costa / Banca: Antônio César Baleeiro Alves / Resumo: Esta pesquisa tem por objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para a solução do problema de Fluxo de Potência Ótimo Multimercado (FPOM). O problema de fluxo de potência ótimo mutimercado é decomposto em vários subproblemas, uma para cada, submercado que compõe o sistema de potência interconectado. O modelo de decomposição utilizado permite resolver o problema de FPO considerando-se os modelos de mercado desverticalizados e centralizados e os desverticalizados e descentralizados. Neste contexto, a pesquisa desenvolvida considera o novo esquema de funcionamento dos mercados de energia elétrica, no qual é vi freqüentemente desejável preservar a autonomia de cada um dos submercados que compõem o sistema de potência multimercado. O problema de FPO proposto é modelado como um problema de otimização não-linear inteiro misto, com variáveis de controle contínuas e discretas e têm ênfase no despacho econômico da geração de potência ativa e nos ajustes dos controles de tensão. Além disso, este modelo de FPO trata os subproblemas ativo e reativo simultaneamente. Para a sua solução é apresentado um algoritmo evolutivo multiobjetivo, baseado no NSGA (Nondominated Sorting Genetic Algorithm), pois características do problema abordado dificultam a sua solução através das técnicas baseadas em programação matemática e justificam a escolha da metaheurística multiobjetivo. / Abstract: This research is aimed at developing a computational tool for the solution of the Multimarket Optimal Power Flow (MOPF) problem. The multimarket optimal power flow problem is decomposed in various subproblems, one for each submarket that is part of the interconnected power system. The decomposition model used here allows solving the OPF problem considering the deregulated and centralized, and the deregulated and decentralized market models. In this context, the developed research takes into account the new functioning scheme of the electric power markets, viii where it is frequently desirable to preserve the autonomy of each one of those submarkets that compose the multimarket power system. The proposed OPF problem is modeled as a mixed integer non-linear optimization problem with continuous and discrete control variables, emphasizing the economic dispatch of the active power generation and the voltage control adjustments. In addition, this model of OPF deals simultaneously with the active and reactive subproblems. For its solution, a multiobjective evolutionary algorithm based on the NSGA (Nondominated Sorting Genetic Algorithm) is presented. The characteristics of the problem make difficult the utilization of techniques based on mathematical programming, justifying the adoption of a multiobjective metaheuristic. / Doutor

Orientador: André Christovão Pio Martins / Banca: Newton Geraldo Bretas / Banca: Andre Nunes de Souza / Resumo: Neste trabalho foi feita uma análise comparativa entre diferentes escolhas dos pontos utilizados pelo método look ahead na estimação do ponto de máximo carregamento de um sistema elétrico de potência. O Fluxo de Cargo Continuado é utilizado na geração dos pontos de operação utilizados pelo método look ahead e para servir como referência na comparação entre os resultados previstos e o ponto de máximo carregamento real. Uma vez que a exatidão dessa estimativa é fortemente afetada pela escolha desses pontos, o FCC é modificado para fornecer pontos mais adequados para o bom funcionamento do método look ahead. A metodologia proposta é aplicada ao sistema IEEE de 300 barras, os resultados obtidos mostram o seu bom funcionamento / Abstract: Here we did a comparative analysis between different choices of the points used by the look ahead method for estimating maximum loading point of a power system. The Continued Power Flow (CPF) is used in the generation of operating points used by the look ahead method and to serve as a reference in comparison between the predicted results and the real maximum loading point. Since the accurancy of this estimative is strongly affected by choicen of these points, the CPF is modified to provide the most appropriate for the proper functioning of the method look ahead. The proposed methodology system is applied to IEEE 300 buses, the results have shown its good functioning / Mestre