Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Área de Especialização de Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Emerson Magalhães (emerson.ifal@gmail.com) on 2017-09-29T20:58:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Emerson Felipe Araujo Magalhães.pdf: 4419316 bytes, checksum: 7517fc6944083d7c0382bbf78ef7ac86 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-10-02T15:39:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Emerson Felipe Araujo Magalhães.pdf: 4419316 bytes, checksum: 7517fc6944083d7c0382bbf78ef7ac86 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T15:39:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Emerson Felipe Araujo Magalhães.pdf: 4419316 bytes, checksum: 7517fc6944083d7c0382bbf78ef7ac86 (MD5) / A confiabilidade dos sistemas de distribuição de energia elétrica está associada aos muitos investimentos executados, especificamente quando realizados durante a concepção de novos projetos e durante a programação das atividades de manutenção. O setor elétrico brasileiro vem sofrendo inúmeros problemas ao longo dos tempos, estando o maior destes problemas relacionado às constantes falhas no sistema de distribuição. As ocorrências dessas falhas influenciam na composição dos indicadores de continuidade de Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (DEC), e de Frequência Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (FEC); os quais são estabelecidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), para cada concessionária, e se os mesmos não forem cumpridos, as concessionárias estarão sujeitas às multas. Este trabalho propõe o desenvolvimento de modelos, utilizando técnicas de Regressão Linear Múltipla (RLM) e Redes Neurais Artificiais (RNAs), que realizem a previsão dos valores desses indicadores de continuidade, visando auxiliar a concessionária na realização de um planejamento mais eficiente para a execução das tarefas de manutenção. Como objeto de estudo, utilizou-se um conjunto de consumidores de uma concessionária da região Nordeste. A partir dos modos de falhas ocorridos nos circuitos que alimentam esse conjunto de consumidores, são analisadas as causas e as frequências de interrupção no fornecimento de energia elétrica, e o quanto estas contribuem para o aumento dos valores do DEC e do FEC. Através da aplicação dos modelos desenvolvidos, pode-se avaliar a influência de determinados modos de falhas sobre o DEC e o FEC, priorizando-se as tarefas de manutenção nos equipamentos que mais contribuem para a composição destes indicadores. Demonstra-se que o conhecimento da influência dos modos de falhas sobre os indicadores DEC e FEC permite uma adequada tomada de decisão sobre a execução de ações de manutenção, possibilitando à concessionária uma atuação eficiente sobre aqueles modos de falhas que são mais influentes, e contribuindo para a estabilidade e confiabilidade operacional de todo o sistema elétrico. / The reliability of the electricity distribution systems is associated with the many investments that are implemented, specifically when the design of new projects and during the programming of maintenance activities. The Brazilian electric sector has been experiencing countless problems over time, with the greatest of these problems related to the constant failures in the distribution system. Occurrences of these failures influence the composition of the continuity indicators of Equivalent Duration of Unit Interruption Consumer (DEC), and Equivalent Frequency of Interruption of Unit Interruption Consumer (FEC); which are established by the National Electric Energy Agency (ANEEL), for each concessionaire, and if they are not fulfilled, the concessionaires will be subject to fines. This work proposes the development of models, using Multiple Linear Regression techniques (MLR) and Artificial Neural Networks (ANNs), which predict the values of these continuity indicators, aiming to assist the concessionaire in carrying out a more efficient planning for performing maintenance tasks. As an object of study, a collection of consumers was used from a concessionaire in the Northeast region. From the modes of failures occurring in the circuits that feed this set of consumers, the causes and frequencies of interruption in the electricity supply are analyzed, and how much these contribute to the increase in the values of DEC and FEC. Through the application of the developed models, you can evaluate the influence of certain modes of failures on DEC and FEC, prioritizing maintenance tasks in the equipment that contribute to the composition of these indicators. It is demonstrated that the knowledge of the influence of the modes of failures on the DEC and FEC indicators allows a proper decision-making on the implementation of maintenance actions, enabling the concessionaire to perform an efficient operation on those modes of flaws that are more and contributing to the operational stability and reliability of the entire electrical system.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8383_1.pdf: 6134880 bytes, checksum: 90684941ee4f09fa6d38f60b1767deb7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / A ausência de um planejamento adequado do processo de crescimento urbano, nas grandes cidades, tem provocado problemas de interferência da arborização com a infra-estrutura urbana e redes de serviços localizadas nas vias públicas. Ressaltam-se as redes aéreas de distribuição de energia elétrica, telecomunicação, gasoduto, água e esgoto que, na maioria das vezes são implantadas após o desenvolvimento da espécie arbórea no local. Podas sucessivas e mal executadas aumentam o número de desligamentos da rede e comprometem o estado vegetativo dos elementos arbóreos. Esta pesquisa objetiva o estudo da quantificação e qualificação dos impactos ambientais da atividade de distribuição de energia elétrica relacionados ao manejo da arborização urbana nas vias públicas dos 14 municípios que compõem a Região Metropolitana do Recife. Foram estudadas 1572 árvores, dentre essas, 764 foram diagnosticadas na cidade do Recife e o restante nos outros municípios. Foram feitas análises estatísticas descritivas e análise dos índices ecológicos dos municípios que alcançaram o quantitativo de 100 árvores sob as redes de energia.Os maiores impactos registrados foram das redes de energia elétrica, telecomunicações e gasoduto, tendo como causa o não-cumprimento das distâncias de segurança, o tipo de poda efetuado, a deficitária fiscalização na implantação e manutenção dos serviços de infra-estrutura urbana, como também o plantio de espécies inadequadas nas vias públicas

As descargas atmosféricas estão entre as principais causas de distúrbios nos sistemas elétricos, provocando sobretensões e ocasionando uma parcela significativa das interrupções não programadas. Tais distúrbios são cada vez mais percebidos pelos consumidores, ocasionando desde o mau funcionamento até a queima de aparelhos e equipamentos eletro-eletrônicos residenciais, comerciais e industriais. Antigamente eletromecânicos, tais aparelhos são atualmente, em grande parte, produzidos com componentes semicondutores, o que os torna mais sensíveis a interferências. As descargas atmosféricas também apresentam um agravante de, salvo raras exceções, não serem registradas nos bancos de dados das concessionárias, ao contrário das operações de manobra, faltas e variações de carga na rede de distribuição. Essa situação contribui para os conflitos cada vez mais freqüentes entre consumidores e empresas de energia a respeito dos pedidos de indenização por danos em aparelhos elétricos (PID). Dada a relevância do tema, muitos estudos têm sido realizados ao longo dos últimos anos, sem entretanto esclarecer todos os aspectos necessários para a minimização desses problemas. Neste trabalho são avaliadas as amplitudes e formas de onda das sobretensões transferidas à rede de baixa tensão via transformador quando da ocorrência de surtos no primário. Esses surtos podem ser oriundos de descargas diretas na rede primária ou decorrentes de descargas em suas proximidades. O estudo visa a obtenção de informações tendo em vista a melhoria do desempenho das redes de distribuição e conseqüentemente a minimização dos danos causados aos consumidores. Nas simulações, realizadas através do programa ATP (“Alternative Transients Program"), são consideradas linhas com configurações típicas, bem como modelos de comprovada validade para representação dos isoladores de média e de baixa tensão e do transformador de distribuição. O trabalho analisa a influência, nas sobretensões, de diversos parâmetros, como por exemplo amplitude e forma de onda da corrente da descarga, ponto da incidência da descarga, resistência de terra e presença de dispositivos de proteção contra surtos. Os resultados apresentados constituem-se em importantes subsídios para a definição de critérios de instalação de dispositivos de proteção contra surtos em redes de baixa tensão. / Lightning discharges are among the main causes of disturbances in electrical systems, causing overvoltages and leading to a significant portion of unscheduled interruptions. Such disturbances are increasingly noticed by consumers, causing from malfunction to the burnt-out of electrical-electronic devices and equipment in homes, businesses and industries. Formerly electromechanical, such devices currently are, in their majority, produced with semiconductors, what makes them more sensitive to interferences. Lightning discharges also present the aggravation of not being recorded in power suppliers’ databases, but for seldom exceptions, as opposed to switching operations, failures and charge variations in the distribution network. This situation contributes for the increasingly frequent conflicts among consumers and power companies regarding indemnity claims due to damages to electrical devices. Given the subject’s significance, many studies have been conducted along the past years, not explaining, however, all the aspects required to minimize those problems. On this work, the amplitudes and waveforms of overvoltages on medium and low voltage lines are evaluated upon the incidence of direct discharges on the primary. The voltages transferred to the low voltage side are also evaluated in case of strikes in the vicinity of the line. The study intends to obtain information in order to achieve a performance improvement of distribution networks and, as a consequence, the reduction of damages to consumers to a minimum. In the simulations conducted through ATP (“Alternative Transients Program"), lines with typical configurations are considered and models of proven validity are used to represent the low and medium voltage insulators and the distribution transformer. The work analyses the effect of several parameters on the overvoltages, such as amplitude and waveform of the stroke current, lightning strike point, grounding resistance and existence of surge protective devices. The results presented constitute an important foundation to define the installation criteria of surge protective devices on low voltage networks.

As descargas atmosféricas estão entre as principais causas de distúrbios nos sistemas elétricos, provocando sobretensões e ocasionando uma parcela significativa das interrupções não programadas. Tais distúrbios são cada vez mais percebidos pelos consumidores, ocasionando desde o mau funcionamento até a queima de aparelhos e equipamentos eletro-eletrônicos residenciais, comerciais e industriais. Antigamente eletromecânicos, tais aparelhos são atualmente, em grande parte, produzidos com componentes semicondutores, o que os torna mais sensíveis a interferências. As descargas atmosféricas também apresentam um agravante de, salvo raras exceções, não serem registradas nos bancos de dados das concessionárias, ao contrário das operações de manobra, faltas e variações de carga na rede de distribuição. Essa situação contribui para os conflitos cada vez mais freqüentes entre consumidores e empresas de energia a respeito dos pedidos de indenização por danos em aparelhos elétricos (PID). Dada a relevância do tema, muitos estudos têm sido realizados ao longo dos últimos anos, sem entretanto esclarecer todos os aspectos necessários para a minimização desses problemas. Neste trabalho são avaliadas as amplitudes e formas de onda das sobretensões transferidas à rede de baixa tensão via transformador quando da ocorrência de surtos no primário. Esses surtos podem ser oriundos de descargas diretas na rede primária ou decorrentes de descargas em suas proximidades. O estudo visa a obtenção de informações tendo em vista a melhoria do desempenho das redes de distribuição e conseqüentemente a minimização dos danos causados aos consumidores. Nas simulações, realizadas através do programa ATP (“Alternative Transients Program”), são consideradas linhas com configurações típicas, bem como modelos de comprovada validade para representação dos isoladores de média e de baixa tensão e do transformador de distribuição. O trabalho analisa a influência, nas sobretensões, de diversos parâmetros, como por exemplo amplitude e forma de onda da corrente da descarga, ponto da incidência da descarga, resistência de terra e presença de dispositivos de proteção contra surtos. Os resultados apresentados constituem-se em importantes subsídios para a definição de critérios de instalação de dispositivos de proteção contra surtos em redes de baixa tensão. / Lightning discharges are among the main causes of disturbances in electrical systems, causing overvoltages and leading to a significant portion of unscheduled interruptions. Such disturbances are increasingly noticed by consumers, causing from malfunction to the burnt-out of electrical-electronic devices and equipment in homes, businesses and industries. Formerly electromechanical, such devices currently are, in their majority, produced with semiconductors, what makes them more sensitive to interferences. Lightning discharges also present the aggravation of not being recorded in power suppliers’ databases, but for seldom exceptions, as opposed to switching operations, failures and charge variations in the distribution network. This situation contributes for the increasingly frequent conflicts among consumers and power companies regarding indemnity claims due to damages to electrical devices. Given the subject’s significance, many studies have been conducted along the past years, not explaining, however, all the aspects required to minimize those problems. On this work, the amplitudes and waveforms of overvoltages on medium and low voltage lines are evaluated upon the incidence of direct discharges on the primary. The voltages transferred to the low voltage side are also evaluated in case of strikes in the vicinity of the line. The study intends to obtain information in order to achieve a performance improvement of distribution networks and, as a consequence, the reduction of damages to consumers to a minimum. In the simulations conducted through ATP (“Alternative Transients Program”), lines with typical configurations are considered and models of proven validity are used to represent the low and medium voltage insulators and the distribution transformer. The work analyses the effect of several parameters on the overvoltages, such as amplitude and waveform of the stroke current, lightning strike point, grounding resistance and existence of surge protective devices. The results presented constitute an important foundation to define the installation criteria of surge protective devices on low voltage networks.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a perspectiva econômica e modelo de negócio da tecnologia de telecomunicação nas redes de distribuição de energia elétrica. Essa integração entre a tecnologia de telecomunicação e a rede de distribuição constitui um sistema conhecido como rede inteligente ou smart grid. Neste estudo são analisados os modelos de rede inteligentes mais significativos do mundo, os quais ainda se encontram em fase inicial. Na análise da implantação da rede inteligente em diversos países, observa-se a existência de diferentes motivações. Por exemplo, no caso norte-americano, trata-se dos esforços do setor de energia em garantir a confiabilidade no abastecimento. Na Europa, há um grande comprometimento com a redução de carbono e gases causadores do efeito estufa. No Brasil, busca-se uma estratégia para melhorar aspectos técnicos da distribuição, diminuir as perdas técnicas, eliminar ou reduzir o roubo de energia e ajustar a oferta de energia com o crescimento urbano e industrial, aprimorando a regulamentação sobre o setor. Além da ausência de padrões de telecomunicação, que se constitui em restrição para todos os projetos de smart grid, o Brasil apresenta grandes entraves para a implantação da rede inteligente, como as tarifas elevadas para os consumidores, as dificuldades para um despacho ótimo das unidades geradoras, o elevado volume de perdas no sistema elétrico, o baixo consumo de eletricidade em termos per capita, o elevado número de medidores a serem substituídos e as diferentes características das concessionárias. Com o objetivo de eliminar ou reduzir esses entraves, propõe-se neste estudo um modelo de negócio que determina, como mais significativos, os investimentos em tecnologia da comunicação e em medidores bidirecionais. O modelo proposto avalia uma série de benefícios, dentre os quais destacam-se a redução das perdas comerciais e a redução das ligações informais. Adicionalmente, o modelo pode colaborar na modernização da rede de distribuição e para o crescimento do Produto Interno Bruto com menores investimentos em geração e transmissão e, portanto, com responsabilidade ambiental. / This thesis aims at evaluating the economic perspective and business model of the telecommunications technology in the electric power distribution system. The integration between the telecommunications systems and the distribution electric grid constitutes a new system known as intelligrid or \"smart grid\". The analysis of the most important smart grid models in the world, which are still in initial stage, shows that different countries have different motivations for the smart grid deployment. For example, the deployment motivations in USA are mostly related to efforts of the power sector to ensure reliability of the energy supply. In Europe there is a big commitment to reduce carbon and greenhouse gases. In Brazil a strategy is being sought to improve the electric power distribution grid, reduce technical losses, eliminate or reduce the theft of electricity, and match energy supply to urban and industrial growth, improving regulation of the power sector. In addition to the lack of telecommunications standards, which is a constraint for all smart grid projects, in Brazil there are high barriers to the smart grid deployment, such as high tariffs to consumers, difficulties for an optimal dispatch of generating units, a high volume of losses in the electrical system, a low per capita electricity consumption, a large number of meters to be replaced, and the different profiles of the electric power distribution companies. Aiming at eliminating or reducing such barriers, a business model framework is proposed, which determines investments in communications technology and in two-way meters as the most significant ones. The proposed model evaluates a number of benefits, among which the most important are the reduction of commercial losses and the reduction of informal connections to the mains. Additionally, the model can assist in upgrading the power distribution system and the growth of GDP with lower investments in generation and transmission, and, therefore, with environmental responsibility.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a perspectiva econômica e modelo de negócio da tecnologia de telecomunicação nas redes de distribuição de energia elétrica. Essa integração entre a tecnologia de telecomunicação e a rede de distribuição constitui um sistema conhecido como rede inteligente ou smart grid. Neste estudo são analisados os modelos de rede inteligentes mais significativos do mundo, os quais ainda se encontram em fase inicial. Na análise da implantação da rede inteligente em diversos países, observa-se a existência de diferentes motivações. Por exemplo, no caso norte-americano, trata-se dos esforços do setor de energia em garantir a confiabilidade no abastecimento. Na Europa, há um grande comprometimento com a redução de carbono e gases causadores do efeito estufa. No Brasil, busca-se uma estratégia para melhorar aspectos técnicos da distribuição, diminuir as perdas técnicas, eliminar ou reduzir o roubo de energia e ajustar a oferta de energia com o crescimento urbano e industrial, aprimorando a regulamentação sobre o setor. Além da ausência de padrões de telecomunicação, que se constitui em restrição para todos os projetos de smart grid, o Brasil apresenta grandes entraves para a implantação da rede inteligente, como as tarifas elevadas para os consumidores, as dificuldades para um despacho ótimo das unidades geradoras, o elevado volume de perdas no sistema elétrico, o baixo consumo de eletricidade em termos per capita, o elevado número de medidores a serem substituídos e as diferentes características das concessionárias. Com o objetivo de eliminar ou reduzir esses entraves, propõe-se neste estudo um modelo de negócio que determina, como mais significativos, os investimentos em tecnologia da comunicação e em medidores bidirecionais. O modelo proposto avalia uma série de benefícios, dentre os quais destacam-se a redução das perdas comerciais e a redução das ligações informais. Adicionalmente, o modelo pode colaborar na modernização da rede de distribuição e para o crescimento do Produto Interno Bruto com menores investimentos em geração e transmissão e, portanto, com responsabilidade ambiental. / This thesis aims at evaluating the economic perspective and business model of the telecommunications technology in the electric power distribution system. The integration between the telecommunications systems and the distribution electric grid constitutes a new system known as intelligrid or \"smart grid\". The analysis of the most important smart grid models in the world, which are still in initial stage, shows that different countries have different motivations for the smart grid deployment. For example, the deployment motivations in USA are mostly related to efforts of the power sector to ensure reliability of the energy supply. In Europe there is a big commitment to reduce carbon and greenhouse gases. In Brazil a strategy is being sought to improve the electric power distribution grid, reduce technical losses, eliminate or reduce the theft of electricity, and match energy supply to urban and industrial growth, improving regulation of the power sector. In addition to the lack of telecommunications standards, which is a constraint for all smart grid projects, in Brazil there are high barriers to the smart grid deployment, such as high tariffs to consumers, difficulties for an optimal dispatch of generating units, a high volume of losses in the electrical system, a low per capita electricity consumption, a large number of meters to be replaced, and the different profiles of the electric power distribution companies. Aiming at eliminating or reducing such barriers, a business model framework is proposed, which determines investments in communications technology and in two-way meters as the most significant ones. The proposed model evaluates a number of benefits, among which the most important are the reduction of commercial losses and the reduction of informal connections to the mains. Additionally, the model can assist in upgrading the power distribution system and the growth of GDP with lower investments in generation and transmission, and, therefore, with environmental responsibility.

Made available in DSpace on 2017-07-10T16:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Altamira Queiroz2.pdf: 2299194 bytes, checksum: 07ecb127ebc11ad21a0cb551e23c2f1b (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / One of the main problems currently faced by electric utilities is the occurrence of energy losses in the distribution network caused by fraud and electricity theft. Because of the financial losses and risks to public safety, the development of solutions to detect and combat fraud in the distribution networks is of the utmost importance. This work presents an analysis of computational intelligence algorithms to extract knowledge in databases with information from monthly energy consumption to identify consumption patterns with anomalies which could represent fraud. The algorithms Artificial Neural Networks and Support Vector Machines were tested to see which one perform better on the identification consumption patterns with abnormalities. Tests have shown that the algorithms used are able to detect patterns in electricity consumption curves, including special situations of fraud that manual techniques did not detect. / Um dos principais problemas que enfrentam atualmente as empresas concessionárias de energia elétrica é a ocorrência de perdas de energia na rede de distribuição, causadas por fraudes e furtos de energia elétrica. Sendo que tais problemas provocam prejuízos financeiros e também colocam em risco a segurança pública, é de grande interesse das concessionárias encontrar soluções para detectar e combater fraudes nas redes de distribuição de energia elétrica. Neste conceito, o presente trabalho apresenta uma análise dos algoritmos de Inteligência Computacional para extrair conhecimento de bases de dados de informações de consumo mensal de energia elétricas de usuários de uma determinada concessionária, a fim de identificar padrões de consumo com anomalias que representem possíveis fraudes nas redes de distribuição de energia elétrica. Para detectar padrões nas curvas de consumo, foram utilizados algoritmos de Redes Neurais Artificiais e Máquinas de Vetores de Suporte. Após a criação dos modelos, estes foram testados para verificar qual seria o melhor algoritmo para a detecção de padrões de consumo com anomalias, e os resultados obtidos, foram então, comparados com uma base de dados fornecida pela concessionária com a verificação manual dos usuários. Os testes demonstraram que os algoritmos utilizados são capazes de detectar padrões nas curvas de consumo de energia elétrica, inclusive detectando situações especiais de fraudes que técnicas manuais não detectaram.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao geraldo valeriano eec.pdf: 1215973 bytes, checksum: 4ceb98a1d5250ad33d16a8997882d277 (MD5) Previous issue date: 2009-06-29 / This work presents two methods to solve the problem of Electric Distribution Networks (EDN) with geographical and power restrictions. The high cost of the project involving EDN together with lack of efficient methods when working with real applications justifies the development of this research. Taking into account concepts of heuristic and metaheuristic two methods are proposed: The first is based on the Hill-Climbing (HC) heuristic and the second is based on the Simulated Annealing (SA) metaheuristic. The possible paths are provided by the Delaunay triangulation and it is considered the natural and socio-political obstacles of the site where you want to locate a new energy network. The dimension of the EDN feeders is calculated using the power flow results from the Forward-Backward method. The initial solution is found using an intelligent method. Then the SA metaheuristic and/or HC heuristic are used providing a good solution for a new EDN in comparison with the heuristic used to find the initial solution. A comparison is also made between the two proposed methods / RESUMO Neste trabalho são apresentados dois métodos para resolver o problema de planejamento de rede de distribuição de energia elétrica (RDEE) com restrições geográficas e elétricas. O custo elevado que envolve o projeto de RDEE unido à escassez de métodos eficientes quando se trata de aplicações reais justificam o desenvolvimento desta pesquisa. Considerando os conceitos de heurística e metaheurística são propostos dois métodos: o primeiro é baseado na heurística Hill-Climbing (HC) e o segundo é baseado na metaheurística Simulated Annealing (SA). Os possíveis caminhos são fornecidos pela triangulação de Delaunay e são considerados os obstáculos naturais e políticosociais (restrições geográficas) do local onde se deseja implantar a nova rede de energia elétrica. O dimensionamento dos alimentadores da RDEE é feito utilizando-se do fluxo de potência calculado pelo método Backward-Forward. A solução inicial é encontrada utilizando-se um método inteligente. A metaheurística SA e/ou a heurística HC são então utilizadas, fornecendo uma boa solução para uma nova RDEE, em relação à heurística utilizada para encontrar a solução inicial. Também é realizada uma comparação entre os dois métodos propostos.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-25T12:36:15Z No. of bitstreams: 1 antonioangelomissiaggiapicorone.pdf: 6590019 bytes, checksum: 115ef6e90742599945ac5e9c8c44cb2c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-25T15:26:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 antonioangelomissiaggiapicorone.pdf: 6590019 bytes, checksum: 115ef6e90742599945ac5e9c8c44cb2c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T15:26:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 antonioangelomissiaggiapicorone.pdf: 6590019 bytes, checksum: 115ef6e90742599945ac5e9c8c44cb2c (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Esta tese discute a medição e a caracterização das redes de distribuição de energia elétrica de baixa tensão (RDE-BT) e externa (outdoor) como meio de comunicação de dados para sistemas power line communication (PLC). São apresentados e discutidos diversos parâmetros obtidos a partir de uma campanha de medição realizada na RDE-BT de uma concessionária brasileira. Dentre os parâmetros analisados destacam-se o tempo de coerência, banda de coerência, espalhamento do atraso, comprimento da resposta ao impulso do canal e capacidade do canal, quando se considera as bandas de frequências de 1,7 a 30 MHz, 1,7 a 50 MHz e 1,7 a 100 MHz. As análises estatísticas evidenciam o potencial da rede de energia elétrica como meio de comunicação e discute os limites dessa potencialidade. Além disso, são propostos modelos de densidade espectral de potência dos ruídos, caracterização esparsa de canais PLC e proposto um modelo para geração de canais PLC variantes no tempo, cujo tempo de coerência entre as realizações dos canais é controlado. A estimação de canais PLC é apresentada como uma oportunidade de aplicação das técnicas de amostragem compressiva. Os resultados relacionados com as modelagens propostas constituem um ferramental de grande utilidade para projetar e analisar o desempenho de sistemas PLC. / This dissertation aims at discussing the measurement and characterization of outdoor electric power grid of low voltage as communication medium (power line communication - PLC). Statistical analyses carried out on several parameters such as average channel gain, coherence time, coherence bandwidth, delay spread, length of the channel impulse response, and channel capacity, when it is considered the frequency bands from 1.7 to 30 MHz, from 1.7 up to 50 MHz, and from 1.7 up to 100 MHz, are presented. These analyses reveal the circumstances in which outdoor and low-voltage electric power grids can be advantageous to support a reliable and efficient PLC system operation. Moreover, power spectral density models of additive noise and sparse representation of PLC channels are proposed. Also, a PLC time-varying channels model generator that makes use of coherence time is introduced. The proposed model generator, which is validated with measured PLC channels, is an effective tool to carry out performance analysis of PLC systems. Finally, PLC channel estimation is highlighted as an opportunity for the application of compressive sampling-based techniques. The use of traditional OFDM - based channel estimation techniques and the ones based on compressive sensing gives some directions for advancing channel estimation techniques for PLC channels.