Submitted by MARCO ALONSO MENESES ORIONDO (mameneseso@gmail.com) on 2016-04-29T17:33:57Z No. of bitstreams: 1 Meneses - Dissertação.pdf: 4087822 bytes, checksum: dc161c85a2ac9500af836619b1f9d6f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-02T18:55:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oriondo_mam_me_ilha.pdf: 4087822 bytes, checksum: dc161c85a2ac9500af836619b1f9d6f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T18:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oriondo_mam_me_ilha.pdf: 4087822 bytes, checksum: dc161c85a2ac9500af836619b1f9d6f3 (MD5) Previous issue date: 2016-03-10 / Neste trabalho apresenta-se uma versão especializada da meta-heurística Algoritmo dos Fogos de Artifício de Busca Dinâmica com Mutação de Covariância (AFABDMC) para resolver o problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) em sistemas de transmissão. No algoritmo proposto consideram-se como variáveis contínuas de controle a magnitude da tensão e a geração de potência ativa nas barras de geração e como variáveis de controle discretas o estado de operação dos shunts e a posição do comutador de taps em transformadores. Assim, o modelo para o problema é de Programação Não-Linear Inteira Mista (PNLIM). A estratégia de resolução adotada consiste em controlar, em cada iteração, os valores das variáveis de controle discretas utilizando-se a meta-heurística AFABDMC e a partir desses valores escolhidos pela meta-heurística, resolver um problema de Programação Não-Linear (PNL) que fornece os valores das variáveis de controle contínuas junto com o estado de operação do sistema. A meta-heurística AFABDMC foi escrita em linguagem MATLAB e o modelo do problema em AMPL. Os subproblemas de PNL foram resolvidos utilizando-se o solver KNITRO, sendo que a interface entre o MATLAB e o AMPL foi feita utilizando-se o AMPL API. Foram realizados testes com os sistemas IEEE de 14, 30, 57 e 118 barras e os resultados indicam que a metodologia proposta é capaz de encontrar soluções de muito boa qualidade para o problema. / In this work, a new specialized metaheuristic based on the Dynamic Search Fireworks Algorithm with Covariance Mutation (DSFWACM) is applied on the Optimal Power Flow (OPF) problem in transmission systems. In the proposed method, generator bus voltage magnitudes and active power generation are considered as continuous variables and the operating state of the shunts and transformer taps settings are considered as discrete variables. Thus, the model is a Mixed-Integer Nonlinear Programming (MINLP) problem. The adopted resolution strategy is to control, in each iteration, the value of the discrete control variables using the DSFWACM metaheuristic and from the metaheuristic’s chosen values, solve the Nonlinear Programming (NLP) problem that provides the values of the continuous control variables along with the system’s operation state. The DSFWACM metaheuristic was written in MATLAB and the problem model in AMPL. The NLP sub-problems were solved using the KNITRO solver, and the interface between MATLAB and AMPL was implemented using the AMPL API. Tests were conducted with the IEEE 14, 30, 57 and 118-bus systems and the results show that the proposed method is able to find high quality solutions to the problem. / CNPq: 132374/2011-0

The increasing demand for energy, coupled with the difficulties inherent in the implementation of large generation projects, significantly increased the use of energy resources from renewable energy sources, in order to better meet the energy market. Recent research shows that there are several benefits of using the Distributed Generation in relation to large enterprises Centralized Generation. In this sense, this work shows the results of studies conducted in order to verify the feasibility of taking advantage of the Distributed Generation to meet the remaining local loads in any power shortages Distributor. This operation is called Intentional Islanded Operation. In order to implement the intentional islanding operation of Distributed Generation, it is necessary to carry out specific studies to meet the levels of quality and continuity established by regulations and to ensure the safety of the electrical system. Thus, this work presents an analysis of the technical feasibility of intentional islanded operation of distributed generators, given the restrictions imposed resulting from Power Flow studies, Transient Stability and Short Circuit. / O crescente aumento da demanda de energia, associado às dificuldades inerentes à implantação de empreendimentos de geração de grande porte, aumentou significativamente o aproveitamento dos recursos energéticos a partir de fontes de energia renováveis, visando um melhor atendimento do mercado de energia. Pesquisas recentes mostram que há diversas vantagens em se utilizar a Geração Distribuída em relação aos grandes empreendimentos de Geração Centralizada. Neste sentido, esta dissertação mostra os resultados de estudos realizados com o objetivo de verificar a viabilidade em se aproveitar as Gerações Distribuídas para o atendimento das cargas locais remanescentes, em eventuais faltas de energia da Distribuidora. Esta operação é denominada de Operação Ilhada Intencional. Para que a operação ilhada de Geradores Distribuídos possa ser admitida, estudos específicos devem ser realizados, a fim de que os níveis de qualidade e continuidade exigidos pelos órgãos reguladores sejam atendidos e que a segurança do sistema elétrico seja preservada. Desta forma, esta dissertação apresenta uma análise da viabilidade técnica da operação ilhada intencional de Geradores Distribuídos, considerando as restrições resultantes impostas a partir de estudos de Fluxo de Potência, Estabilidade Transitória e Curto-Circuito.

abstract: The holomorphic embedding method (HEM) applied to the power-flow problem (HEPF) has been used in the past to obtain the voltages and flows for power systems. The incentives for using this method over the traditional Newton-Raphson based nu-merical methods lie in the claim that the method is theoretically guaranteed to converge to the operable solution, if one exists. In this report, HEPF will be used for two power system analysis purposes: a. Estimating the saddle-node bifurcation point (SNBP) of a system b. Developing reduced-order network equivalents for distribution systems. Typically, the continuation power flow (CPF) is used to estimate the SNBP of a system, which involves solving multiple power-flow problems. One of the advantages of HEPF is that the solution is obtained as an analytical expression of the embedding parameter, and using this property, three of the proposed HEPF-based methods can es-timate the SNBP of a given power system without solving multiple power-flow prob-lems (if generator VAr limits are ignored). If VAr limits are considered, the mathemat-ical representation of the power-flow problem changes and thus an iterative process would have to be performed in order to estimate the SNBP of the system. This would typically still require fewer power-flow problems to be solved than CPF in order to estimate the SNBP. Another proposed application is to develop reduced order network equivalents for radial distribution networks that retain the nonlinearities of the eliminated portion of the network and hence remain more accurate than traditional Ward-type reductions (which linearize about the given operating point) when the operating condition changes. Different ways of accelerating the convergence of the power series obtained as a part of HEPF, are explored and it is shown that the eta method is the most efficient of all methods tested. The local-measurement-based methods of estimating the SNBP are studied. Non-linear Thévenin-like networks as well as multi-bus networks are built using model data to estimate the SNBP and it is shown that the structure of these networks can be made arbitrary by appropriately modifying the nonlinear current injections, which can sim-plify the process of building such networks from measurements. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2017

Orientador: Júlio Borges de Souza / Resumo: 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, qua... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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 g... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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.

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Resumo: The purpose of this research is to develop a tool for optimization in power system distribution that uses meta-heuristic based on a multi-start methodology to reconfigure and allocate fixed and switched capacitor banks to obtain the radial topology that presents the lowest operating cost. To find initial radial topologies for system reconfiguration, the Prim algorithm was applied and to the current solution an improvement process called “neighborhood search” was performed. The improved system is subjected to a capacitor allocation algorithm showing that it is possible to get a radial topology that presents more economic cost of operation. As a proposal of the multi-start methodology, the procedure is repeated until a desired stop criterion, then several solutions are generated and the best one can be the solution of the problem. All programs were written in C ++ and applied to systems of 69 nodes, 84 nodes and 135 nodes. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-09-23Bitstream added on 2014-06-13T19:48:55Z : No. of bitstreams: 1 magalhaes_em_me_ilha.pdf: 455261 bytes, checksum: c5f0181b55df616b30443981a524ebbc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta o método de Newton desacoplado para o fluxo de carga continuado. O método foi melhorado por uma técnica de parametrização geométrica possibilitando assim o traçado completo das curvas P-V, e o cálculo do ponto de máximo carregamento de sistemas elétricos de potência, sem os problemas de mau condicionamento. O objetivo é o de apresentar de forma didática os passos envolvidos no processo de melhoria do método de Newton Desacoplado a partir da observação das trajetórias de solução do fluxo de carga. A técnica de parametrização geométrica que consiste na adição de uma equação de reta que passa por um ponto no plano formado pelas variáveis: tensão nodal de uma barra k qualquer e o fator de carregamento eliminam os problemas de singularidades das matrizes envolvidas no processo e ampliam o grupo das variáveis de tensão que podem ser usadas como parâmetro da continuação. Os resultados obtidos com a nova metodologia para o sistema teste do IEEE (14, 30, 57, 118 e 300 barras) e também para os sistemas reais de grande porte, o 638 barras do sistema Sul-Sudeste brasileiro e do sistema de 904 barras do sudoeste Americano, mostram que as características do método convencional são melhoradas na região do ponto de máximo carregamento e que a região de convergência ao redor da singularidade é sensivelmente aumentada. São apresentados vários testes com a finalidade de prover um completo entendimento do funcionamento do método proposto e também avaliar seu desempenho / This work presents the decoupled Newton method for continuation power flow. The method was improved by using a geometric parameterization technique that allows the complete tracing of P-V curves, and the computation of maximum loading point of a power system, without ill-conditioning problems. The goal is to present in a clear and didactic way the steps involved in the development of the improved decoupled Newton method obtained from the observation of the geometrical behavior of power flow solutions. The geometric parameterization technique that consists of the addition of a line equation, which passes through a point in the plane determined by the bus voltage magnitude and loading factor variables, can eliminate the ill-conditioning problems of matrices used by the method and can enlarge the set of voltage variables that can be used as continuation parameter to P-V curve tracing. The method is applied to the IEEE systems (14, 30, 57, 118 and 300 buses) and two large real systems: the south-southeast Brazilian system (638 buses) and the 904-bus southwestern American system. The results show that the best characteristics of the conventional decoupled Newton’s method are improved in the vicinity of the maximum loading point and therefore the region of convergence around it is enlarged. Several tests are presented with the purpose of providing a complete understanding of the behavior of the proposed method and also to evaluate its performance

Submitted by ELENILSON DE VARGAS FORTES null (vargasfortes@yahoo.com.br) on 2016-10-27T22:01:08Z No. of bitstreams: 1 Tese.pdf: 4090366 bytes, checksum: c721654fbc082e717b79dc074adcbfa0 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-11-03T18:32:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fortes_ev_dr_ilha.pdf: 4090366 bytes, checksum: c721654fbc082e717b79dc074adcbfa0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-03T18:32:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fortes_ev_dr_ilha.pdf: 4090366 bytes, checksum: c721654fbc082e717b79dc074adcbfa0 (MD5) Previous issue date: 2016-10-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho apresenta o Algoritmo Genético de Chu-Beasley Especializado para realizar o ajuste coordenado dos parâmetros de controladores Proporcional-Integral e suplementares de amortecimento (Estabilizadores de Sistemas de Potência e Interline Power Flow Controller - Power Oscillation Damping) em sistemas elétricos de potência multimáquinas. O objetivo principal deste trabalho é inserir amortecimento adicional às oscilações eletromecânicas de baixa frequência classificadas como local e interárea. Para representar o sistema, é utilizado o Modelo de Sensibilidade de Corrente. Desse modo, todos os seus dispositivos e componentes foram modelados por injeção de corrente e, portanto, um novo modelo de injeção de corrente para o Interline Power Flow Controller é apresentado. Três sistemas teste foram utilizados nas simulações realizadas neste trabalho, sendo: Simétrico de Duas Áreas, New England e o Sul Brasileiro Reduzido. O desempenho da metodologia proposta (Algoritmo Genético de Chu-Beasley Especializado), no que concerne ao ajuste dos parâmetros dos controladores, foi comparado a outros dois algoritmos bastantes difundidos na literatura: Particle Swarm Optimization e o Algoritmo Genético com Elitismo. Os resultados demonstraram que o algoritmo Genético de Chu-Beasley Especializado foi mais eficiente que as demais técnicas apresentadas, obtendo soluções robustas quando variações de cargas foram consideradas, sendo, portanto, credenciado como ferramenta no estudo da análise da estabilidade a pequenas perturbações. / CNPq: 141084/2016-2

Submitted by MÁRCIO MASATOSHI MONTSUTSUMI null (montsujp@gmail.com) on 2017-01-25T16:40:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Márcio.pdf: 1995959 bytes, checksum: 8aa82a70776b8de6528f15a91ec55e78 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-27T12:45:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 montsutsumi_mm_me_ilha.pdf: 1995959 bytes, checksum: 8aa82a70776b8de6528f15a91ec55e78 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T12:45:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 montsutsumi_mm_me_ilha.pdf: 1995959 bytes, checksum: 8aa82a70776b8de6528f15a91ec55e78 (MD5) Previous issue date: 2017-01-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta para otimização de sistema de distribuição que utiliza uma meta-heurística baseada em uma metodologia multipartida para reconfigurar e alocar bancos de capacitores fixos e chaveados para obter a topologia radial que apresente o menor custo de operação. Para encontrar topologias iniciais radiais na reconfiguração do sistema foi aplicado o algoritmo de Prim e com a solução obtida realizouse um processo de melhoria denominado busca pela vizinhança. O sistema melhorado é submetido a um algoritmo de alocação de bancos de capacitores mostrando que é possível obter uma topologia radial que apresenta mais econômico custo de operação. Como proposta da metodologia multipartida o procedimento é repetido até um critério de parada definido, assim são geradas diversas soluções e a melhor delas será a solução do problema. Todos os programas foram escritos em linguagem C++, e aplicado em sistemas de 69 barras, 84 barras e 135 barras. / The purpose of this research is to develop a tool for optimization in power system distribution that uses meta-heuristic based on a multi-start methodology to reconfigure and allocate fixed and switched capacitor banks to obtain the radial topology that presents the lowest operating cost. To find initial radial topologies for system reconfiguration, the Prim algorithm was applied and to the current solution an improvement process called “neighborhood search” was performed. The improved system is subjected to a capacitor allocation algorithm showing that it is possible to get a radial topology that presents more economic cost of operation. As a proposal of the multi-start methodology, the procedure is repeated until a desired stop criterion, then several solutions are generated and the best one can be the solution of the problem. All programs were written in C ++ and applied to systems of 69 nodes, 84 nodes and 135 nodes. / CNPq: 130695/2015-7

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta baseada na metodologia multipartida para a resolução do Problema de Reconfiguração de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica, de natureza combinatória e modelado como um problema de Programação Não Linear Inteiro Misto. O objetivo principal deste trabalho é encontrar a topologia radial ótima para minimizar as perdas ativas dos sistemas de distribuição, e para isso é preciso, primeiramente, a resolução de um problema de fluxo de potência para sistemas fracamente malhados onde é calculada a potência aparente do sistema, a qual vai ser utilizada pelo algoritmo de Prim como o peso para a geração das soluções iniciais radiais de boa qualidade. Para implementar a metodologia proposta deve-se desenvolver também um algoritmo de fluxo de potência radial, utilizado para calcular tanto as perdas ativas do sistema (função objetivo do problema), como para verificar a factibilidade das propostas de solução. Nesta primeira etapa é feita uma variação aleatória dos pesos dos ramos, e são resolvidos tantos problemas de fluxo de potência radial quanto soluções aleatórias obtidas, para encontrar soluções de boa qualidade próximas ao ótimo. Finalmente, é feita uma busca local através da troca de ramos como tentativa para encontrar a solução ótima. As soluções obtidas pela metodologia proposta são obtidas através da programação de algoritmos implementados em linguagem C++. Os resultados obtidos mostram a eficiência da aplicação da metodologia, estes resul... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents a proposal based on multi-start methodology for the solution of the distribution network reconfiguration problem, of combinatorial nature and modeled as a mixed-integer nonlinear programming problem. The main objective of this work is to find the optimal radial topology to minimize active power losses in distribution systems. This requires, at first, the resolution of a power flow problem for weakly meshed systems where the apparent power of the system is calculated, which will be used by the Prim algorithm as the weight for generating the radial initial good quality solution. To implement the proposed methodology is also developed a radial power flow algorithm, used to calculate both the active system losses (objective function of the problem) and to verify the feasibility of the proposed solutions. In this first stage is made a random variation of the weights of branches, and there are solved as many radial power flows as random solutions obtained, to find good quality solutions close to optimal. Finally, a local search is made by doing an exchange of branches as an attempt to find the optimal solution. The solutions obtained by the proposed method are acquired by programming algorithms implemented in C ++ language. The results show the effectiveness of the application of the methodology. These results were compared with those in the literature and those obtained by solving an optimization model solved by the commercial solver CPLEX. / Mestre