Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2006 / Inclui bibliografia / A identificação de sistemas dinâmicos não-lineares multivariáveis é uma área importante em várias áreas da Engenharia. Esta dissertação apresenta o estudo de uma metodologia baseada em redes neurais artificiais para identificação de sistemas não-lineares

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2010 / Bibliografia: f. 112-118 / A busca de modelos matemáticos que representem a dinâmica de sistemas é de grande utilidade, sendo foco de muitos estudos, tanto nas universidades quanto na indústria. Porém, na prática, não é simples obter um modelo deste, pois a modelagem de sistemas / The search for mathematical models that represent the system dynamics is of great use, as also the focus of many studies in the university and industry. However, in practice, is not simple to get one of this model as the modeling of systems involving ph

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326966.pdf: 4740775 bytes, checksum: 41dc84fd530c556c8de4fce3f62c6cb1 (MD5) Previous issue date: 2014 / A inserção de unidades de Geração Distribuída nos sistemas de distribuição de energia elétrica pode trazer diversas vantagens, mas também implica em dificuldades operacionais devido principalmente às mudanças no fluxo de potência. A proteção desses sistemas é um dos aspectos mais impactados, pois seus projetos desde o estudo, compra de equipamentos e ajustes são definidos de acordo com o fluxo de potência e valores de curto-circuito. A complexidade dos estudos envolvidos na coordenação dos relés devido ao grande número de novas situações a serem consideradas pode ser tão grande que tanto a rapidez quanto a seletividade da proteção podem ser prejudicadas. Este trabalho propõe uma abordagem utilizando Sistema Multiagentes para a coordenação de relés de sobrecorrente na proteção de sistemas radiais com a inserção de geração distribuída. A arquitetura proposta permite uma coordenação on-line dos relés de sobrecorrente utilizando a comunicação entre os agentes, eliminando a complexa tarefa do estudo de coordenação tradicional. Para a avaliação do sistema proposto foram realizadas simulações em um sistema-teste baseado em um sistema real com os ajustes disponibilizados pela empresa distribuidora de energia e seus resultados comparados ao tempo de atuação do sistema proposto. Os resultados mostram um menor tempo de operação dos relés no sistema multiagente, principalmente na proteção de retaguarda, além de possibilitar a aplicação da função anti-ilhamento sem a necessidade de equipamentos adicionais.<br> / Abstract : The insertion of Distributed Generation units in distribution systems has several advantages, but also might bring disadvantages mainly due to power ow changes. The protection of these systems is one of the most affected aspects, because their projects, from the study, equipment's purchase and settings are defined according to the power ow and short-circuit levels. The complexity of the studies involved in the coordination of the relays due to the large number of new situations to be considered may be so large that speed and selectivity of protection may be impaired. This dissertation proposes a Multi-agent System for coordination of overcurrent relays for protection of radial systems in the presence of distributed generation. The proposed architecture allows online coordination of overcurrent relays using the communication between agents, eliminating the complex task of traditional coordination study and improving protection eficacy. In order to evaluate the proposed system, simulations were performed on a real system and the data used to estimate the protection operation time of the real system with the settings provided by the utility company. The same data were applied in the proposed system and the results compared. Results show a lower operating time of the overcurrent relays, especially in backup protection, and enables the application of anti-islanding function without any additional equipment when using the proposed MAS.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329082.pdf: 2114425 bytes, checksum: 7619c2267ed887db1dd635bd0fd5e7f9 (MD5) Previous issue date: 2014 / A introdução de fontes renováveis com capacidade variável, tais como usinas eólicas e fotovoltaicas, traz grandes desafios para a operação dos sistemas de energia elétrica. São necessárias ferramentas computacionais capazes de realizar a análise da condições operativas dos sistemas na presença dessas novas fontes de geração. O presente trabalho apresenta uma ferramenta computacional que otimiza os custos da operação de um sistema elétrico incorporando o comportamento aleatório da geração eólica. As equações que fornecem o ponto de operação em regime permanente de usinas eólicas são inseridas no problema de fluxo de potência ótimo (FPO), sendo a aleatoriedade do vento representada através de cenários de velocidade de vento equiprováveis. O problema FPO é formulado de maneira que a complementação da geração eólica seja feita pelas usinas hidrelétricas, enquanto que as usinas termelétricas mantêm constantes suas gerações nos diferentes cenários de vento. Utilizam-se conceitos da relaxação Lagrangenana e da programação dual para viabilizar a resolução do problema. Com o intuito de melhorar o desempenho da ferramenta computacional as restrições relaxadas são adicionadas a função objetivo através de um termo linear e um termo quadrático, resultando em um Lagrangeano Aumentado. O problema é resolvido através do Método dos Multiplicadores com Direção Alternada (MMDA). A eficácia da ferramenta computacional é avaliada através de simulações em três sistemas elétricos, sendo eles: os sistemas teste do IEEE de 14 e 30 barras e um equivalente do sistema da Região Sul com 192 barras. Os resultados obtidos mostram a aplicabilidade do modelo FPO e a eficiência do método de resolução.<br> / Abstract: The use of renewable energy sources, with variable generation capacity, brings new challenges to power system operation. Computational tools used in the analysis of the system must be updated in order to properly represent the impact of this new type of generation on system. This work describes a computational tool to minimize operational costs of hidrothermal systems considering the random behavior of wind power generation. The equations that express the steady state operation of wind farms are incorated in a estochastic optimal power flow (OPF) problem that represent the variability of wind through a set of equiprobable scenarios. The OPF problem is formulated in a way that wind power generation is complemented by hydro generation, while the thermoelectric plants maintain the same dispatch in every scenario of wind. The Lagrangian Relaxation is used solve the problem. In order to improve the performance of the solution algorithm, the relaxed constraints are introduced into the OPF objective function by linear and quadratic penalties, which results in a Aungmented Lagrangian. The problem is solved by the Alternating Direction Method of Multpliers (ADMM). The efficiency of the computacional tool is evaluated through simulations using the IEEE test systems with 14 and 30 buses and an equivalent of the Brazilian Southern Region system with 192 buses. The results demonstrate the applicability the OPF model proposed and the efficiency of the solution method.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-28T03:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348689.pdf: 5985928 bytes, checksum: f2af7ebfd319b07a5e4e0726b78042ad (MD5) Previous issue date: 2017 / O planejamento da operação do sistema elétrico brasileiro é feito de forma centralizada. Devido à matriz energética predominantemente hídrica, tal planejamento é feito considerando horizontes de estudo de até 10 anos e a natureza estocástica das vazões afluentes dos rios. Busca-se, desta forma, otimizar os custos de geração. No entanto, num ambiente competitivo é necessário encarar o problema do ponto de vista dos diversos agentes que fazem parte do sistema, porque os interesses desses agentes não são os mesmos. Um dos agentes é o produtor de energia elétrica, que nem sempre tem seus interesses atendidos. Uma questão importante para um produtor é como definir sua estratégia de participação no mercado de energia elétrica, de forma a atender as suas próprias metas econômicas. Este é o que se conhece como ?o problema do produtor", que usa informações advindas do despacho das usinas do sistema. Para analisar as vantagens de se adotar as soluções obtidas ao se resolver esses problemas matemáticos, é necessário modelá-los de forma adequada. Além disso, é preciso garantir que as soluções obtidas para esses problemas através de métodos de otimização são as melhores possíveis. Os problemas de despacho centralizado e do produtor possuem funções não convexas em suas formulações, assim como a maioria das modelagens de fenômenos encontrados na natureza. Infelizmente os métodos de solução de problemas de otimização não convexos não garantem uma solução ótima global. Assim, se torna necessária a reformulação desses problemas matemáticos de maneira que suas soluções ótimas globais possam ser obtidas pelos métodos de otimização existentes. Este trabalho analisa o uso de uma técnica de linearização por partes, a Combinação Convexa Desagregada, para obter as soluções ótimas globais dos problemas de despacho centralizado e do produtor. / Abstract : The planning of the operation of the Brazilian electrical system is carried out in a centralized manner. As this is a predominantly hydro system, the dispatch is obtained using a planning horizon of 10 years and taking into consideration the stochastic nature of water inflows. However, it is necessary to face the problem of producing electrical energy in an efficient manner from the points of view of all the agents that participate in this process, because every agent has its own objectives. One of these agents is the power producer. An important issue for such agent is to determine the best strategy to participate in the electric power market in order to meet its own economic goals. This is known as ?the problem of the producer", which, to be solved, uses information from the power dispatch. To evaluate the advantages of adopting, in system planning, the solutions obtained by solving such mathematical problems, special care must be taken when formulating these problems. It is also important to ensure that the solutions obtained for these problems are the best possible ones. The dispatch problem and the producer problem are represented using nonconvex functions, as it occurs with other phenomena found in nature. Unfortunately, most of the optimization methods are not able to obtain the global optima of nonconvex problems. Thus, it is necessary to reformulate such problems in order to obtain their best solutions. This work evaluates the use of a piecewise linearization technique, the Disaggregated Convex Combination, in the solution of the power dispatch problem and the producer problem.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:48:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1997 / O planejamento da expansão da transmissão de sistemas de energia elétrica é um problema extremamente complexo que o especialista tem que resolver. Mesmo dispondo de algumas ferramentas computacionais para a realização da síntese de redes, a definição do conjunto de alternativas de expansão continua sendo executada por ele, além de não dispor de facilidades gráficas que lhe permita a visualização da evolução do sistema planejado, na própria tela do computador. Neste trabalho é proposto que a experiência do especialista seja utilizada na solução do problema de definição das alternativas de expansão, e consequentemente, na determinação do plano de expansão de mínimo custo. Este conhecimento pode ser representado como regra em um Sistema Especialista, e o mecanismo de inferências deste sistema aplica estas regras de maneira a imitar o raciocínio do especialista humano (planejador). A vantagem da utilização do Sistema Especialista neste problema, não se restringe à redução da carga de trabalho do planejador no processo de tomada de decisões relativo ao planejamento da expansão. O Sistema Especialista também resolverá este problema de forma mais rápida e esquemática.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:17:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343634.pdf: 6532403 bytes, checksum: cf85f6d8ee57774a9ea3e4632f49a5ec (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho é apresentada uma análise comparativa de diferentes estratégias de decomposição aplicadas na resolução do problema da programação de unidades geradoras. A programação diária da operação eletroenergética é modelada como um problema de otimização estocástica de dois estágios, em que as incertezas são relacionadas à demanda e à afluência incremental das usinas hidrelétricas. As estratégias de decomposição são baseadas na Relaxação Lagrangiana (RL). Por sua vez, na recuperação primal utilizam-se heurísticas que combinam as soluções dos subproblemas da RL com aproximações da função de custo futuro. Diferentes estratégias de decomposição são avaliadas utilizando-se duas abordagens distintas, decomposição por cenários e decomposição espacial. Para avaliar cada uma das metodologias utiliza-se um grupo de sistemas hidrotérmicos variados, com número de usinas e capacidade de produção diferentes entre si.<br> / Abstract : This work presents a comparative analysis for different decomposition strategies used to solve the Unit Commitment (UC) problem subject to uncertain demand and water inflows. The methods are applied in hydrothermal systems and the day ahead scheduling is modeled as a two-stage stochastic optimization problem. The solution strategies are based on the Lagrangian Relaxation (LR) approach, using the scenario and the space decomposition schemes. On the other hand, the primal recovery phase uses heuristics that combine the solution of the LR subproblems and a cost to go function. The methods are assessed not only in cases similar to the Brazilian electrical power system but also in various configurations of thermal and hydro power plants, with different proportion in number of units and generation capacity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343257.pdf: 4284970 bytes, checksum: e510c48c14d4997afdba8f97b9c54412 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho apresenta um algoritmo de estimação de estados com capacidade de monitoramento de fontes de geração distribuída para aplicação a sistemas de distribuição ativos. Técnicas de análise de erros grosseiros são utilizadas para detectar e identificar erros de modelagem destas fontes, mediante o uso de multiplicadores de Lagrange normalizados e testes de colinearidade. Uma modelagem trifásica precisa de redes de distribuição é utilizada, de forma a obter resultados de alta confiança. Também são contemplados os paradigmas de microrredes e redes inteligentes, assim como a aplicação da metodologia de monitoramento nestes sistemas. Simulações são conduzidas nos sistemas-teste IEEE 13 nós e IEEE 37 nós, modificados para que haja a inclusão de fontes de geração distribuída. Diversos estudos de caso são apresentados com o objetivo de validar a metodologia e fornecer base e justificativas para aplicação em centros de operação de sistemas de distribuição.<br> / Abstract : This work presents a state estimation algorithm for distribution systems with distributed generation monitoring capabilities. Gross error analysis techniques are utilized to detect and identify modeling errors of these sources, by using normalized Lagrange multipliers and collinearity testes, supplying compensation mechanisms for possible lack of information about the generation profile status. A precise distribution system modeling is utilized, in order to obtain highly reliable results. Micro-grids and smart grids are also contemplated, as well as the monitoring methodology application to those systems. Simulations are conducted in test-feeders IEEE 13 nodes and IEEE 37 nodes, both modified to include distributed generation sources. Several case studies are presented, whose purpose is to validate the methodology and provide basis and justifications for application in real-time operation centers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-28T04:11:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344675.pdf: 5420086 bytes, checksum: 04c1347da622dc01da62a0f4240ca555 (MD5) Previous issue date: 2016 / Sistemas polifásicos têm sido empregados, por muitos anos em acionamentos, e recentemente em geração eólica. Quando considera-se sistemas de geração de energia elétrica hexafásicos, habitualmente empregam-se sistema trifásico duplo, defasados de 30 graus elétricos entre si e sem conexão de neutro. Tipicamente, esses sistemas utilizam-se de retificadores a diodos de doze pulsos para converter corrente alternada em corrente contínua, para posteriormente injetar a potência na rede elétrica através de inversores trifásicos. Contudo, podem-se obter melhores resultados utilizando-se retificadores ativos, uma vez que eles proporcionam menor distorção harmônica nas correntes do gerador e uma tensão de saída regulada. Observando isso, essa dissertação propõe uma topologia de retificador ativo para um sistema hexafásico. São utilizados sistemas de referência estacionário e síncrono com o objetivo de obter os modelos dinâmicos do conversor, com isso são propostas estratégias de controle nesses eixos de referências. A topologia, modelo dinâmico e estratégia de controle propostos são validados por simulação e experimentalmente para especificações de: 12 kW, 220 V de tensão de entrada e 800 V de tensão de saída. Os resultados são apropriados, proporcionando tensão de saída regulada, correntes com reduzido conteúdo harmônico, e consequentemente, alto fator de potência.<br> / Abstract : Poly-phase systems have been used for many years in electrical machines and recently in wind power generations. When it comes to six-phase system, they usually are built by a dual three-phase system, shifted by 30 electrical degrees from each other and with no neutral connection. Typically, this system employs a twelve-pulse diode rectifier to converter ac to dc voltages. However, it may be improved if an active rectifier is used, because it can provide lower distortion in generator currents and regulated output voltage. Taking that into account, this work proposes a six-phase active rectifier topology for a dual three-phase system. A stationary and a synchronous frame reference for six-phase system are applied to obtain the converter dynamic model and thus a control strategy is proposed in both frame references. The proposed topology, dynamic model and control strategy were verified by simulation and experimentation for following specification: 12 kW, 220 V at input voltage and 800 V at the output voltage. The results were appropriated, providing a regulated output voltage, an input current with reduced harmonic distortion and thus high power factor.

Orientador : Prof Dr Alexandre Rasi Aoki / Co-orientadora : Profª. Drª. Rhelma S. P. Fernandes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 29/08/2013 / Inclui referências / Área de concentração: Sistema de energia / Resumo: O gerenciamento pelo lado da demanda (DSM – Demand-Side Management) se caracteriza por um conjunto de medidas para controle da carga do usuário com o objetivo de operar o sistema elétrico de forma mais equilibrada. Este gerenciamento é discutido há mais de 20 anos, mas agora com o desenvolvimento das redes elétricas inteligentes (smart grid) que trabalha com sistemas integrados de medição, controle e supervisão inteligentes, pode ter sua atuação e implementação efetiva. Este trabalho tem como principal objetivo propor um micromedidor inteligente de energia para o gerenciamendo pelo lado da demanda, utilizando os conceitos de redes elétricas inteligentes, de forma a minimizar o custo do consumo de energia. O sistema de gerenciamento pelo lado da demanda é constituído por micromedidores de energia (smart plugs) que coletam os dados de um determinado eletrodoméstico ou circuito elétrico em uma residência, geram um histórico desses dados e através de um algoritmo implementa os métodos de gerenciamento pelo lado da demanda, como corte de carga em horários de tarifa alta e corte de stand-by. Os micromedidores inteligentes de energia desenvolvidos neste trabalho atuam como medidores de energia, computando o consumo individualizado de cada carga a ele conectado, assim como, através do protocolo ZigBee, possibilita o corte da carga via comando remoto, via agendamento ou devido a sobrecarga, agindo assim como um elemento importante na implantação prática dos métodos de gerenciamento pelo lado da demanda. Finalmente são apresentados os dados coletados e as simulações realizadas com valores de tarifas convencional e branca. Os micromedidores inteligentes de energia foram testados em uma residência unifamiliar a fim de validar a aplicação dos micromedidores desenvolvidos para implementação do gerenciamento pelo lado da demanda visando as redes elétricas inteligentes. Como resultado final verificou-se uma economia para o consumidor, a conscientização do consumidor sobre a forma de utilização da energia e a geração de um histórico de consumo que pode ser usado para diversos estudos. / Abstract: The demand side management (DSM) is characterized by a set of measures to control the user load in order to operate the electric system more evenly. This management is discussed for over 20 years, but now with the development of smart grid working with integrated systems for measurement, control and intelligent supervision, may have its operations and effective implementation. This paper aims to propose an intelligent smart plug for demand side management, using the concepts of smart grids, in order to minimize the cost of energy consumption. The management system on the demand side consists of smart plugs that collect data from a particular appliance or electrical circuit in a residence, a historic generate such data through an algorithm and implements the methods of side management demand, as load shedding schedules in high cutting rate and stand-by. Smart plugs developed in this work is the energy meters, computing the individual consumption of each load connected to it as well as by the ZigBee protocol, enables the cutting load by remote control via scheduling, or due to overload acting as an important element in the practical implementation of management methods on the demand side. Finally the collected data and the simulations with values of conventional and white rates are presented. Smart plugs were tested in a single family residence in order to validate the application of smart plugs developed for implementation of demand side management targeting smart grids. As final result there was a savings to the consumer, consumer awareness on how to use energy and generate a history of consumption that can be used for various studies.