Orientador: Rubens Alves Dias / Coorientador: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Marco Aurélio Alvarenga Monteiro / Banca: Carlos Alberto Moreira dos Santos / Resumo:Os processos crescentes de industrialização e urbanização das cidades levaram a inúmeros problemas ambientais. As preocupações com as mudanças climáticas são crescentes, a segurança do fornecimento de energia é imprescindível, a competitividade deste mercado, além da necessidade de integrar ações crescentes de energia renovável ao sistema, como também recursos energéticos dispersos. A rede inteligente ou smart grid representa uma das maiores revoluções em infraestrutura no setor de energia elétrica, surgindo como resposta a todos estes anseios. São tecnologias de informação, telecomunicações e técnicas em eletrônica aplicadas na automação e melhoria do setor, modificando a maneira que a eletricidade é gerada, entregue e utilizada. Muitos países estão nesta corrida para a implantação das redes inteligentes, no Brasil, projetos pilotos de redes inteligentes estão sendo implementados por todo o país. São características de um sistema de rede inteligente: condições de auto recuperação, alta qualidade de energia, operação mais eficiente, acomodação de todo tipo de geração e armazenamento de energia e motivar os consumidores a serem ativos. O sistema de eletricidade, dentro do conceito de redes inteligentes, permite o fluxo bidirecional de comunicação e de energia elétrica entre fornecedores e consumidores, transforma o usuário final em consumidor ativo, em outras palavras o papel do consumidor é o motor fundamental, portanto, entender o seu comportamento e reações, assim como motivá-lo e capacitá-lo para este papel é uma preocupação de governos e fornecedores de energia à procura de métodos inovadores para mudar a forma que a eletricidade é percebida. Neste trabalho é apresentada uma visão geral de redes inteligentes e a educação necessária ao consumidor de energia ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increasing industrialization and urbanization process of cities led to numerous environmental problems. The concerns over climate change are growing, the security of energy supply is crucial, the competitiveness of this market, besides the need to integrate increasing shares of renewable energy to the system, as well as dispersed energy resources. The smart grid is one of the biggest revolutions in the electricity infrastructure sector, emerging as answer to all these anxieties. They are information technology, telecommunication and electronic techniques applied in the automation and improvement of the sector by modifying the way electricity is generated, delivered and used. There are many countries in this race for the implementation of smart grids, in Brazil there are smart grid pilot projects being implemented across the country. As characteristics of a smart grid system we have: conditions of auto recovery, high quality energy, more efficient operation, accommodation of all types of generation and storage energy and motivate consumers to be active. The electricity system, considering the smart grid concepts, permits two-way flow of communication and energy between suppliers and consumers, it transforms the final user in an active consumer, in other words, the consumer's role is the key driver, therefore understanding their behavior and reactions, as well as motivate them and enable then for this role is a governmental and energy suppliers concern looking for innovative methods to change the way electricity is perceived. This work presents an overview of smart grids and the necessary education to electrical energy consumers to assume their role within this new reality. The education learning theory that was based this work is the Vygotsky social interactionism which is based on cognitive development construction, from ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-08T21:04:12Z No. of bitstreams: 1 DanielleBritoMarques_DISSERT.pdf: 1150264 bytes, checksum: 03bad34d87fb1cfd1e955c88e9a7b670 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-12T18:06:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DanielleBritoMarques_DISSERT.pdf: 1150264 bytes, checksum: 03bad34d87fb1cfd1e955c88e9a7b670 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T18:06:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielleBritoMarques_DISSERT.pdf: 1150264 bytes, checksum: 03bad34d87fb1cfd1e955c88e9a7b670 (MD5) Previous issue date: 2015-12-04 / Redes inteligentes representam um novo conceito de distribui??o de energia el?trica, que s?o o futuro dos sistemas atuais. Essas redes t?m sido introduzidas com o objetivo de aumentar a confiabilidade dos sistemas, prover alternativas para o suprimento de energia e reduzir custos. O aumento da complexidade das redes de energia, a crescente demanda e a introdu??o de fontes renov?veis de gera??o de energia, requerem uma integra??o e opera??o de todos os componentes do sistema, a fim de garantir altos ?ndices de confiabilidade e disponibilidade (dependabilidade). A sistematiza??o das redes inteligentes a partir do formalismo matem?tico de ?rvores de Falhas possibilita a analise quantitativa de tais ?ndices. Nesse trabalho ? proposto uma metodologia para an?lise da dependabilidade de redes inteligentes no contexto de distribui??o de energia el?trica. Um estudo de caso ? proposto para validar a proposta. A partir da metodologia ? poss?vel estimar ainda na fase de projeto a confiabilidade, disponibilidade e identificar os pontos cr?ticos da rede atrav?s das distribui??es estoc?sticas das taxas de falhas e reparos dos componentes. / Smart Grids are a new trend of electric power distribution, the future of current systems. These networks are continually being introduced in order to improve the reliability of systems, providing alternatives to energy supply and cost savings. Faced with increasing electric power grids complexity, the energy demand and the introduction of alternative sources to energy generation, all components of system require a fully integration in order to achieve high reliability and availability levels (dependability). The systematization of a Smart Grid from the Fault Tree formalism enable the quantitative evaluation of dependability of a specific scenario. In this work, a methodology for dependability evaluation of Smart Grids is proposed. A study of case is described in order to validate the proposal. With the use of this methodology, it is possible to estimate during the early design phase the reliability, availability of Smart Grid beyond to identify the critical points from the failure and repair distributions of components.

El presente trabajo de investigación muestra brevemente el estado actual de los sistemas de comunicaciones en zonas rurales del Perú y los organismos nacionales e internacionales que apoyan y promueven el desarrollo de las telecomunicaciones en estas localidades rurales o de preferente interés social.

En los últimos años la función de la planificación de la distribución se ha venido haciéndose más compleja como consecuencia de la elevada integración de recursos energéticos distribuidos (DER, por sus siglas en inglés) en los escenarios a considerar, principalmente de generación distribuida (DG, por sus siglas en inglés), almacenamiento de energía distribuido y gestión de la demanda (DR; por sus siglas en inglés). Esta situación se ha acentuado con la aparición de nuevos elementos de consumo como el vehículo eléctrico, que podrían causar un impacto elevado en las redes de distribución si no se gestionan adecuadamente. Esta tesis presenta un enfoque innovador hacia una planificación dinámica en la cual se integra la gestión, la capacidad y el control de los recursos energéticos distribuidos con objeto de proporcionar soluciones de planificación óptimas que permitan la consecución de ahorros significativos en los costos asociados. En primer lugar, se describe detalladamente la evolución y situación actual de la previsión de la demanda y de las metodologías de planificación basadas en redes inteligentes que se ha encontrado en la literatura. De la realización de este estudio, se puede concluir que hay numerosos modelos de previsión de la demanda y de planificación, así como diferentes formas de resolverlos, pero todos tienen un denominador en común, ya que en ninguno de estos estudios se ha planteado en profundidad la planificación considerando la generación distribuida a nivel de consumidores, la gestión de la demanda y la introducción masiva de nuevas cargas de consumo como el vehículo eléctrico o cocinas de inducción. Se ha podido observar que la planificación de la red eléctrica ha evolucionado desde un ambiente determinístico centralizado hacía una red estocástica o aleatoria distribuida. En orden a mantener los objetivos de una red inteligente, se requiere capturar este comportamiento estocástico a través de una nueva metodología de planificación, es por este motivo por el cual en este estudio se ha considerado un modelo probabilístico con objeto de estimar el comportamiento del consumo de los citados nuevos elementos (vehículo eléctrico y cocinas de inducción), teniendo en cuenta los hábitos de uso de los consumidores para obtener el comportamiento del factor de simultaneidad. Como resultado esta tesis propone el desarrollo de un nuevo modelo de planificación donde se consideren todos estos componentes activos partiendo del diseño de un modelo conceptual, e incluyendo el diseño de la red de comunicaciones y de las tecnologías de la información que darán soporte a este modelo basado en redes inteligentes para lograr los mejores beneficios. Esta metodología consiste en la integración de todos estos elementos y la posibilidad de gestión que ofrece el nuevo concepto de redes inteligentes, satisfaciendo el crecimiento de la demanda con los nuevos consumos durante el tiempo planificado, determinando las acciones futuras y las inversiones asociadas para poder alcanzar unos niveles de servicio a nivel de consumidor adecuados. Finalmente, este modelo de Planificación Eficiente de Redes Inteligentes que incluye las potenciales mejoras introducidas gracias a la Gestión Activa de la Demanda, fue aplicado a una zona determinada dentro del área metropolitana de Guayaquil (Ecuador). Esta área está principalmente compuesta de consumidores residenciales y comerciales, y presenta unas necesidades de aire acondicionado elevadas, lo que caracteriza fundamentalmente el comportamiento de la demanda eléctrica de dicha zona. Como resultado de esta aplicación, se ha podido comprobar que mediante la utilización de los programas de respuesta de la demanda se podrían reducir los costos de inversión a mediano plazo. / In recent years, the distribution planning activity has become more complex because of the high integration of distributed energy resources (DER) in the considered scenarios, mainly distributed generation (DG), distributed energy storage and demand response (DR). The arising of new consumption elements such as the electric vehicle, which could produce a high impact on the distribution networks if it not properly managed, has highlighted this situation. This doctoral dissertation presents an innovative approach focused on the dynamic planning of the power grid, where the management, capacity and control of distributed energy resources is integrated in order to provide optimal planning solutions, which would provide significant savings in the associated costs. In first place, the evolution and current situation of demand forecasting and planning methodologies based on smart grids that available in the literature are described in detail. As a result, it can be concluded that there are numerous models of demand forecasting and planning, as well as different ways of solving the. However, the planning considering the distributed generation at the consumer level, the demand side management or the massive introduction of new loads of consumption such as electric vehicles or induction cookers have not been considered in depth in any of these studies. It has been observed that the planning of electrical networks has evolved from a centralized and deterministic environment to a distributed stochastic or random network. In order to maintain the objectives of a smart grid, it is necessary to capture this stochastic behavior through a new planning methodology. This is why in this study, a probabilistic model has been considered in order to estimate the consumption behavior of the aforementioned new elements (electric vehicles and induction cookers), taking into account consumers' habits in order to obtain the simultaneity factors. As a result, this dissertation proposes the development of a new planning model where all these active components are considered, starting from the development of a conceptual model and including the design of the communications network and the information technologies that will support this model based on smart grids to achieve the best benefits. This methodology includes the integration of all these elements and the possibility of management offered by the new concept of smart grids, satisfying the growth of demand with new consumptions during the planned time, determining the future actions and the required investments for reaching adequate levels of service at the consumer level. In order to prove the effectiveness of the proposed model of Efficient Planning of Smart Grids, that includes the potential improvements introduced thanks to the Active Management of Demand, it has been applied to a specific zone located within the metropolitan area of Guayaquil (Ecuador). This area is mainly composed of residential and commercial consumers, and it has high air conditioning needs, which fundamentally characterizes the behavior of the electricity demand there. As a result of this application, it has been possible to verify that using the demand response programs could reduce investment costs in the medium term. / En els últims anys la funció de la planificació de la distribució ha vingut fent-se més complexa com a conseqüència de l'elevada integració de recursos energètics distribuïts (DER, per les sigles en anglès) en els escenaris a considerar, principalment de generació distribuïda (DG, per les sigles en anglès), emmagatzemament d'energia distribuïda i gestió de la demanda (DR; per les sigles en anglès). Aquesta situació s'ha accentuat amb l'aparició de nous elements de consum com el vehicle elèctric, que podrien causar un impacte elevat en les xarxes de distribució si no es gestionen adequadament. Aquesta tesi presenta un enfocament innovador cap a una planificació dinàmica en la qual s'integra la gestió, la capacitat i el control dels recursos energètics distribuïts a fi de proporcionar solucions de planificació òptimes que permeten la consecució d'estalvis significatius en els costos associats. En primer lloc, es descriu detalladament l'evolució i situació actual de la previsió de la demanda i de les metodologies de planificació basades en xarxes intel·ligents que s'ha trobat en la literatura. De la realització d'aquest estudi, es pot concloure que hi ha nombrosos models de previsió de la demanda i de planificació, així com diferents formes de resoldre'ls, però tots tenen un denominador en comú, ja que en cap d'estos estudis s'ha plantejat en profunditat la planificació considerant la generació distribuïda a nivell de consumidors, la gestió de la demanda i la introducció massiva de noves càrregues de consum com el vehicle elèctric o cuines d'inducció. S'ha pogut observar que la planificació de la xarxa elèctrica ha evolucionat des d'un ambient determinístic centralitzat cap a una xarxa estocàstica o aleatòria distribuïda. Amb vista a mantindre els objectius d'una xarxa intel·ligent, es requereix capturar aquest comportament estocàstic a través d'una nova metodologia de planificació, és per aquest motiu pel qual en aquest estudi s'ha considerat un model probabilístic a fi d'estimar el comportament del consum dels citats nous elements (vehicle elèctric i cuines d'inducció) , tenint en compte els hàbits d'ús dels consumidors per a obtindre el comportament del factor de simultaneïtat. Com a resultat aquesta tesi proposa el desenvolupament d'un nou model de planificació on es consideren tots aquests components actius partint del disseny d'un model conceptual, i incloent el disseny de la xarxa de comunicacions i de les tecnologies de la informació que donaran suport a aquest model basat en xarxes intel·ligents per a aconseguir els millors beneficis. Aquesta metodologia consisteix en la integració de tots aquests elements i la possibilitat de gestió que ofereix el nou concepte de xarxes intel·ligents, satisfent el creixement de la demanda amb els nous consums durant el temps planificat, determinant les accions futures i les inversions associades per a poder aconseguir uns nivells de servici a nivell de consumidor adequats. Finalment, aquest model de Planificació Eficient de Xarxes Intel·ligents que inclou les potencials millores introduïdes gràcies a la Gestió Activa de la Demanda, va ser aplicat a una zona determinada dins de l'àrea metropolitana de Guayaquil (Equador). Aquesta àrea està principalment composta per consumidors residencials i comercials, i presenta unes necessitats d'aire condicionat elevades, la qual cosa caracteritza fonamentalment el comportament de la demanda elèctrica de aquesta zona. Com a resultat d'aquesta aplicació, s'ha pogut comprovar que per mitjà de la utilització dels programes de resposta de la demanda es podrien reduir els costos d'inversió a mitjà termini. / Pesantez Sarmiento, PA. (2018). Planificación Eficiente de Redes Inteligentes (Smartgrids) Incluyendo la Gestión Activa de la Demanda: Aplicación a Ecuador [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/103684

Orientador: Paulo José Amaral Serni / Coorientador: Eduardo Paciência Godoy / Banca: Everson Martins / Banca: Atila Madureira Bueno / Resumo: A preocupação com a qualidade da energia elétrica, seu uso e técnicas para redução de perdas elétrica não é mais uma tendência e sim uma necessidade, pois, tem se entendido que a energia elétrica é um bem comum e não deve ser desperdiçada. Nesse contexto, estratégias para controlar o nível de tensão e o fator de potência vêm sendo tratadas, com o objetivo de aprimorar o controle dessas variáveis. Este trabalho apresenta uma estratégia de controle integrado de regulação de tensão e do fator de potência para um sistema de distribuição de energia elétrica usando uma rede de comunicação sem fio. A estratégia de controle proposta consiste em uma rede de comunicação entre os dispositivos designados para operarem reguladores de tensão, transformadores com comutadores sob carga e banco de capacitores, concentrando as informações em um único dispositivo capaz de definir a operação dos demais dispositivos alocados no sistema, sendo a concentração das informações feita localmente, sem a necessidade de um sistema de controle centralizado, permitindo uma simplificação e uma redução significativa de custo para implementação de uma solução de controle integrado de tensão e do fator de potência. A estratégia de controle proposta foi modelada no ambiente Matlab®/Simulink® e a rede de comunicação na ferramenta TrueTime. O estudo apresenta uma comparação entre a estratégia proposta e o método de controle tradicional, abordando aspectos relacionados a qualidade de energia elétrica entregue, dema... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The issue about power quality, its rational use, and techniques to reduce electrical losses in the distribution systems is not anymore a trend but a necessity, due to, a understanding that the electricity is a common good, then, should not be wasted. Based on this context, strategies have been studying to control the voltage and power factor with the objective to improve the control of this variables. This work presents an integrated control for voltage and power factor strategy to distribution systems using a wireless network. The purposed strategy allows a communication between the devices designed to operate voltage regulators, on load transformers tap changers, and capacitors bank, concentrating all information in only one device, which is able to define the operation of others, being the concentration information made locally, without a necessity of the a centralize system, simplifying and reducing costs related the implementation of an integrated control for voltage and power factor. The strategy presented was modeled in the Matlab®/Simulink® and the communication network using the TrueTime toolbox. The study presents a comparison between the traditional strategy and the purposed, analyzing the power quality delivered, power demand in peak time, and electrical losses in the system. The results shows that the integrated control for voltage and power factor strategy allows the use of capacitors bank downstream of voltage regulators without any impact in the power quality ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-21Bitstream added on 2014-06-13T19:19:31Z : No. of bitstreams: 1 leao_fb_dr_ilha.pdf: 4326970 bytes, checksum: 5e80d8b3eb8a0bff2c52ea28e2f0a451 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho é proposta uma metodologia para a análise e interpretação de alarmes em tempo real em sistemas de distribuição de energia elétrica, considerando o diagnóstico em nível de subestações e redes. A metodologia busca superar as dificuldades e desvantagens dos métodos já propostos na literatura especializada para resolver o diagnóstico de faltas em sistemas de potência. O método proposto emprega um modelo matemático original bem como um novo algoritmo genético para efetuar o diagnóstico dos alarmes de maneira eficiente e rápida. O modelo matemático é dividido em duas partes fundamentais: (1) modelo de operação do sistema de proteção; e (2) modelo de Programação Binária Irrestrita (PBI). A parte (1) é composta por um conjunto de equações de estados esperados das funções de proteção dos relés do sistema, modeladas com base na lógica de operação de funções de proteção tais como sobrecorrente, diferencial e distância, bem como na filosofia de proteção de sistemas de potência. A parte (2) é estabelecida através de uma função objetivo formulada com base na teoria de cobertura parcimoniosa (parcimonious set covering theory), e busca a associação ou “match” entre os relatórios de alarmes informados pelo sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) e os estados esperados das funções de proteção formuladas na parte (1) do modelo. O novo algoritmo genético proposto é empregado para minimizar o modelo de PBI e possui como característica a utilização de dois parâmetros de controle. O algoritmo possui taxas de recombinação e mutação automática e dinamicamente calibradas, baseadas na saturação da população corrente, possuindo uma imediata resposta à possível convergência prematura para ótimos locais. A metodologia desenvolvida para o diagnóstico... / This work proposes a methodology for the analysis and interpretation of real-time alarms in electric power distribution systems in the substation level and network level. The methodology seeks to overcome the difficulties and disadvantages of the methods already proposed in the literature to solve the fault diagnosis in power systems. The proposed method employs a novel mathematical model and a genetic algorithm to carry out the diagnosis of alarms efficiently and quickly. The model is divided into two main parts: (1) a protection system operation model; and (2) Unconstrained Binary Programming (UBP) model. Part (1) provides a set of expected state equations of the protective relay functions established based on the protection operation logic such as overcurrent, differential and distance as well as the protection philosophy. Part (2) is established through an objective function formulated based on parsimonious set covering theory for associating the alarms reported by SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) system with the expected states of the protective relay functions. The novel genetic algorithm use only two control parameters and is employed to minimize the UBP model. In addition the algorithm has recombination and mutation rates automatically and dynamically calibrated based on the saturation of the current population and it presents an immediate response to possible premature convergence to local optima. The methodology developed for the diagnosis of substations is extended to distribution networks considering that the network has sufficient level of automation for remote monitoring of the primary feeders. In this way a new paradigm for protection of distribution networks developed based on Smart Grid concept is proposed. Extensive tests are performed with the methodology applied to distribution... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Prof. Dr. Alfeu Joãozinho Sguarezi Filho / Em um sistema de energia renovável em um ambiente de smart grids, o uso de tecnologias sem fio para transmissão remota de informações de controle às turbinas eólicas requer técnicas modernas para assegurar a qualidade de energia gerada e evitar danos às turbinas e conversores. Neste trabalho, o sistema de controle sem fio robusto para uma turbina eólica com gerador de indução gaiola de esquilo conectada à rede elétrica é proposto. O sistema emprega codificação convolucional e filtragem morfológica para melhorar a qualidade de energia gerada, melhorando a robustez do sistema de controle para os erros canal de propagação de rádio. O desempenho é investigado em termos de distorção harmônica total e respostas do sistema a fim de verificar a qualidade de energia fornecida pela turbina eólica à Smart Grid. Resultados satisfatórios endossam a operabilidade e as vantagens do sistema de controle sem fio proposto / Tese ( doutorado)- Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / In a renewable energy power system inside a smart grid environment, the use of wireless technologies for remote transmitting control information to the wind turbines requires modern techniques to improve the overall generated power quality and prevent damage to the turbines and converters. In this work, a robust wireless control system for a squirrel cage induction wind turbine connected to the power grid is proposed. The system employs convolutional coding and morphological filtering jointly to enhance the generated power quality by improving the robustness of the control system to the errors caused by the radio propagation channel. The performance is investigated in terms of total harmonic distortion and overall system response to verify the power quality delivered by the wind turbine to the grid. The satisfactory results endorse the operability and advantages of the proposed wireless control system.

The use of smart grids is a reality in several developed countries, being a natural evolution for the electrical grids of any developing country, like Brazil. This evolution takes place through the interaction of communication systems with the electrical grids in a bidirectional communication of both data and energy flow using different protocols and communication technologies. Its validation occurs by the physical installation of equipments, or alternatively by computational simulators. This paper demonstrates through simulation the use viability of DNP3 (Distributed Network Protocol) encapsulated over TCP/IP over PLC (Power Line Communication). The network simulator software NS-2 was employed for PLC channel modeling and DNP3 implementation. Some quality parameters, such as packet loss, latency and thoughput, were evaluated under several scenarios. / A utilização de redes inteligentes de energia é uma realidade em diversos países desenvolvidos, sendo uma evolução natural para a rede elétrica de qualquer país em vias de desenvolvimento, como é o caso do Brasil. Essa evolução dá-se por uma interação dos sistemas de comunicação com as redes elétricas, em uma comunicação bidirecional, tanto de dados como de fluxo de energia, utilizando para isso protocolos e tecnologias de comunicação diferentes, cuja validação ocorre com uma instalação física dos equipamentos associados, ou, como alternativa, por simulação computacional. Este trabalho demonstra através de simulações a viabilidade do uso do protocolo DNP3 (do inglês Distributed Network Protocol) encapsulado em TCP/IP e em PLC (do inglês Power Line Communication) para aplicações em redes inteligentes, exceto para atividades que necessitem de comunicação em tempo real. Foram empregados o software de simulação de redes NS-2 para modelagem do canal PLC e do protocolo DNP3 e verificados parâmetros de qualidade, como perda de pacotes, latência e vazão de dados sob diversos cenários de aplicações. / São Cristóvão, SE

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trindade_FernandaCasenoLima_D.pdf: 1722766 bytes, checksum: dec87e1e3e98a246135a42def8eef876 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Atualmente, cargas de diversos tipos de consumidores têm se tornado cada vez mais sensíveis a variações e interrupções de energia. Na maioria das vezes, falhas no fornecimento de energia são resultados da ocorrência de defeitos (faltas) em sistemas de distribuição de energia elétrica. Estes defeitos prejudicam a confiabilidade do fornecimento de energia e podem resultar em afundamento de tensão, interrupções momentâneas ou sustentadas e em elevados custos operacionais. Em vista disto, cada vez mais, os consumidores estão conscientes sobre o assunto e observa-se a necessidade da elaboração de soluções eficientes para melhorar os índices de confiabilidade e de qualidade do fornecimento de energia elétrica. Um dos métodos mais eficazes para melhorar os índices de confiabilidade e qualidade de energia elétrica em sistemas de distribuição consiste no desenvolvimento de técnicas rápidas e precisas de localização de defeitos na rede. Embora os métodos de localização de defeito empregados em alimentadores de distribuição ainda sejam rudimentares, a integração de técnicas de medição, comunicação, do conhecimento da configuração da rede e atuação de religadores em tempo real, além de dados provenientes dos Sistemas de Informações Geográficas em sistemas de distribuição permite o desenvolvimento de métodos mais eficientes, que exploram informações provenientes de diferentes locais da rede (informações distribuídas) e não apenas da subestação. Neste contexto, este trabalho explora métodos de localização de defeitos baseados em medidas de tensão provenientes de diferentes locais de modernos sistemas de distribuição. Três métodos foram investigados: (1) o primeiro, baseado na correspondência de valores de tensão, utiliza os parâmetros elétricos da rede e duas ou mais medidas de tensão ao longo do alimentador; (2) o segundo método, baseado na correspondência da corrente de falta, utiliza os parâmetros elétricos da rede e uma quantidade maior de medidas de tensão que o primeiro método; (3) finalmente, o terceiro método, baseado no mapeamento das zonas de tensão reduzida, não necessita do conhecimento completo dos parâmetros da rede, no entanto, é necessário utilizar uma maior quantidade de medidores que nos outros dois métodos. Os resultados dos testes realizados mostram que de acordo com a disponibilidade de medição de tensão ao longo do alimentador, um destes métodos pode ser escolhido para localizar o defeito de maneira eficaz / Abstract: Nowadays, loads from different classes of customers have become more sensitive to variations and interruptions from power supply. Frequently, failures in electrical energy delivery are caused by occurrences of faults in distribution systems. Such faults decrease the reliability of power delivery, increase operational costs and may result in power quality problems, such as voltage sag, short or long term outages. Since the customers consciousness is increasing, the need of efficient solutions to improve reliability and power quality indices is also increasing. One of the most efficient approaches to improve such indices in distribution systems is to develop fast and accurate fault location techniques for aerial feeders. Even though fault location methods dedicated to distribution feeders are still rudimentary, the recent integration of measurement, communication, real time knowledge of feeder configuration and reclosers trip and Geographic System Information allows the development of more efficient solutions, which explores information from different places from the grid (distributed information) and not only from the substation. In this context, this work explores fault location methods based on voltage measurements applied to modern distribution systems. Three methods were investigated: (1) the first one is based on matching voltage values, this method requires the network electrical parameters and two or more voltage meters installed along the feeder; (2) the second method is based on the correspondence of fault current, this method uses the network electrical parameters and a higher quantity of meters than the first method; (3) finally, the third method is based on the identification of low voltage zones, this method does not require network electrical parameters, however it needs a higher quantity of voltage meters than the other two methods. The test results show that according to the voltage measurement availability along the feeder, one of these methods can be chosen to efficiently locate the fault / Doutorado / Energia Eletrica / Doutora em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T01:49:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Geraldi_Douglas_M.pdf: 3918130 bytes, checksum: a6b640b4707af6b9173674deab29eece (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Existe atualmente um consenso de que as Redes Inteligentes favoreçam a solução de diversos problemas presentes no dia a dia das concessionárias distribuidoras de energia elétrica, tais como a gestão inteligente do carregamento e o gerenciamento automático na recuperação do fornecimento de energia (self-healing). Por outro lado, a implantação de tecnologias de redes inteligentes também pode criar novas dificuldades para as distribuidoras. Especial atenção deve ser dada à facilidade do acesso ao sistema elétrico por parte da microgeração - quer seja solar, eólica, micro turbinas a gás, etc. - possibilitada pela substituição dos medidores atuais por medidores inteligentes e por legislação específica recentemente publicada pela ANEEL. Neste trabalho busca-se apontar e quantificar alguns impactos técnicos relacionados à injeção de potência em um circuito secundário de distribuição. Através do estudo de cenários com crescente nível de penetração de microgeradores fotovoltaicos residenciais (tetos solares) são analisados os impactos na curva de carga do prossumidor, no perfil de tensão da rede, nas perdas elétricas e no desequilíbrio de tensão. As simulações dos cenários supracitados são realizadas através do software livre Gridlab-D, desenvolvido pela Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) para estudos de aspectos de redes inteligentes via simulação computacional. Uma das vantagens desse pacote é a integração com base de dados meteorológicos, permitindo, por exemplo, a estimativa da geração fotovoltaica mês a mês para um determinado ano constante na base de dados / Abstract: Nowadays, there is a consensus that the Smart Grid can promote the solution of various problems present in distribution utilities, such as intelligent load management and self-healing. How-ever, the deployment of smart grid technologies can also create new difficulties. Special attention should be given to the open access to the electrical grid from the micro-generation plants, such as solar photovoltaic, wind turbines and gas micro-turbines, which will be possible with the re-placement of the current meters for smart meters and by specific regulation recently published by ANEEL. This work intends to identify and quantify some technical impacts related to power injection from micro-generators in a secondary distribution circuit. Through the study of scenarios with increasing penetration of residential photovoltaic micro-generators (solar roofs) some impacts are analyzed: impacts on the load profile of the prosumer; impacts on the voltage profile of the network; impacts on the electrical losses and voltage imbalance. The simulations of the above scenarios are performed by using Gridlab-D, free software developed by Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) to study aspects of smart grids via computer simulation. One ad-vantage of this package is the integration with meteorological database, enabling, for example, the estimation of photovoltaic generation every month for a given year contained in the database / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica