O trabalho apresenta o protótipo de um conjunto de sistemas especialistas para o auxílio na operação, monitoração e a avaliação do desempenho da manutenção de uma subestação de energia. Os sistemas especialistas propostos têm como objetivos básicos: o tratamento de alarmes da subestação, para depuração e triagem dos mesmos durante perturbações facilitando a análise e ações do operador; a localização de defeitos através da iteração entre alarmes gerados (fatos), regras que relacionam alarmes a causas (base de conhecimento) e a estrutura que relaciona este conjunto de regras (máquina de inferência); a reconfiguração da subestação para transferência de cargas entre circuitos através de um conjunto de manobras gerados por algoritmos de busca e de regras ligadas aos limites das grandezas elétricas dos equipamentos da rede; e ainda a análise do desempenho da manutenção baseada no conceito de índice de mérito operativo aplicado a subestações. O protótipo prevê o desenvolvimento utilizando a linguagem PROLOG, que é voltada para o tratamento declarativo de informações. Foram utilizados dados de uma subestação de uma empresa concessionária de energia para que se pudesse avaliar melhor o desenvolvimento das bases de conhecimento e da própria arquitetura do conjunto e de sua comunicação. Os testes efetuados mostraram resultados promissores e com grau de acerto elevado, o que indica que o sistema desenvolvido, é um embrião confiável para maiores sofisticações. O trabalho termina por apresentar estas novas possibilidades de aperfeiçoamento do sistema. / This work presents a set of expert systems for operation , supervision and maintenance of a electrical energy substation. The function performed by the expert systems presented here are: alarm processing, fault diagnosis, reconfiguration and the analysis of the maintenance performance. The system was developed in PROLOG language. Substation characteristics, data and information has been provided by a São Paulo utility company. The knowledge basis for the expert systems was developed with basis in such information. Tests were carried out to verify this system performance including the architecture and communication. The results are very promising and with a high level of confidence, which means that this system can be used as a seed for future improvement. The work ends by suggesting such improvements and new applications.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2018-11-08T18:17:38Z No. of bitstreams: 1 JULIANO RESENDE BUCCHIANDERI.pdf: 6086819 bytes, checksum: ec188a1a0edcce38757a6e0f604df66d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-08T18:17:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JULIANO RESENDE BUCCHIANDERI.pdf: 6086819 bytes, checksum: ec188a1a0edcce38757a6e0f604df66d (MD5) Previous issue date: 2018-09-11 / The appropriated and secure supply of electrical energy directly impacts on the present society. The increase in demand favors the growth of electrical systems, especially in distribution networks and substations, since they are responsible for lowering the electrical voltage, allowing energy distribution to the population. To keep distribution networks and substations running, without interruption or discontinuity, is utmost importance for the maintenance of electric power supply, and it is necessary to implement means to locate and improve the electrical protections in order to reduce failures or to suspend the electricity distribution. Distribution failures may result from lightning, overcurrent, short circuits, overvoltages, oil leakage on transformers, impedance failure etc. The present work presents the problem of possible defects that result in the substation power blackout, and aims to reduce the amount and frequency of substation power blackouts, contributing to the increase in industrial production. In this regard, qualitative and quantitative models using Petri nets of an electrical substation of distribution were developed, using simulation scenarios to indicate possible improvements in the electrical protections, reducing the inaccuracies and interruptions. / O fornecimento adequado e seguro de energia elétrica impacta diretamente na sociedade atual. O aumento da demanda torna favorável o crescimento dos sistemas de eletricidade, sobretudo nas redes e subestações de distribuição, pois estas são responsáveis por rebaixar a tensão elétrica, permitindo assim distribuição de energia para a população. Manter as redes e subestações de distribuição funcionando, sem interrupções ou descontinuidade, é de suma importância para a manutenção do fornecimento de eletricidade, sendo necessário implementar meios para localizar e melhorar as proteções elétricas afim de diminuir as falhas ou a suspensão da distribuição desta. As falhas da distribuição podem resultar de descargas atmosféricas, sobrecorrente, curtoscircuitos, sobretensões, vazamento de óleo nos transformadores, falha de impedância etc. O presente trabalho expõe o problema dos possíveis defeitos que resultam no desligamento da subestação e objetiva reduzir a quantidade e a frequência dos desligamentos da subestação, colaborando para o aumento na produção industrial. Para isso, desenvolveu modelos qualitativos e quantitativos utilizando redes de Petri de uma subestação elétrica de distribuição, utilizando cenários de simulação para apontar possíveis melhorias nas proteções diminuindo as incorreções e interrupções.

Nos países em desenvolvimento, como o Brasil, novos requerimentos de conexão às redes elétricas são solicitados constantemente como conseqüência do crescimento econômico e da conseqüente expansão da rede elétrica. Uma empresa distribuidora que atenda a uma cidade de grande porte recebe a cada mês um elevado número de solicitações de conexão de novas cargas. Assim, um dos principais desafios das áreas de projeto das empresas distribuidoras é encontrar a melhor forma, tanto técnica como economicamente, de atender a estas solicitações. Devido ao volume do trabalho envolvido, bem como à escassez de dados detalhados da rede elétrica, a prática convencional estabelece filtros para reduzir o número de estudos associados às novas cargas. Normalmente, estes filtros são baseados em um valor limite de demanda máxima. Se a nova carga possui uma demanda máxima inferior ao limite, a nova carga é ligada diretamente, sem a execução de estudos elétricos. Se, por outro lado, a demanda máxima da nova carga excede o limite, então um estudo detalhado é iniciado. Esta prática pode levar a duas decisões equivocadas por parte da empresa: (i) não-execução de um estudo quando ele era necessário, e (ii) execução de um estudo desnecessariamente. A situação de escassez de dados detalhados está mudando rapidamente nos últimos anos no mundo da distribuição de energia elétrica. Há atualmente poderosos sistemas geo-referenciados que permitem associar cada elemento da rede elétrica a uma posição geográfica bem definida. Além disso, estes sistemas contam com o apoio de bases de dados que possuem recursos para cadastrar e administrar o enorme volume de dados associados às redes de distribuição de energia elétrica. Esta nova realidade conduz naturalmente ao desenvolvimento de modelos mais sofisticados que permitem aprimorar muito a qualidade dos serviços prestados pelas empresas distribuidoras. Este trabalho propõe, desenvolve e implementa uma nova metodologia de apoio à decisão no que se refere à ligação de novas cargas em redes de distribuição de energia elétrica. A metodologia está baseada no conceito inovador de folga de potência, estabelecido no âmbito deste trabalho, pelo qual calcula-se a priori e em cada ponto da rede a máxima carga que pode ser conectada sem que os critérios técnicos, de tensão mínima e máximo carregamento, sejam transgredidos. A natureza da metodologia proposta elimina automaticamente a possibilidade de ocorrência das duas decisões equivocadas comentadas anteriormente. A utilização da metodologia desenvolvida é ilustrada através de diversos exemplos de aplicação que utilizam redes reais de distribuição, em baixa e média tensão. / Economic growth and the associated expansion of the electrical power system naturally lead to a large number of new loads being connected to the existing network. As a consequence, one of the main challenges faced by the design areas in electrical utilities refers to the problem of finding the best solution among various alternatives for connecting a new load, from both technical and economic viewpoints. Owing to the large size of the problem, and also to the lack of detailed data associated with distribution systems, electrical utilities adopted in the past a few filtering techniques so as to reduce the amount of work to reasonable levels. These filters usually define a limit for the maximum demand declared by a new customer. If the required maximum demand does not exceed the limit, the new load is connected straight away without carrying out any electrical study. On the other hand, when the maximum demand does exceed this limit, a detailed analysis is executed. Despite the savings brought about by this technique, it may lead to two potentially wrong decisions: (i) overseeing a detailed analysis when it is needed, and (ii) carrying out a study when it is not necessary. Concerning the lack of detailed data, fortunately this situation has been improving rapidly in the last few years. Currently, there exist powerful georreferenced systems capable of associating every component of the electrical system with a well-defined geographical location. These systems usually rely on supporting databases which allow efficient management of the huge amount of data normally associated with distribution networks. This new standpoint naturally leads to the development of more sophisticated models which allow considerable improvements on the quality of services offered by the utilities. This work presents a new methodology aimed at supporting the decision-making process regarding the connection of new loads in electrical distribution networks. The methodology is based upon the innovative concept of capacity margin, established within this work, by which the maximum load that can be connected to any given point is computed in advance in offline mode. The criteria for finding the maximum load are based on the common requirements of minimum voltage and maximum loading. The proposed methodology automatically eliminates the two wrong decisions mentioned above. The application of the proposed methodology is illustrated through various examples which use real distribution networks, at both low and medium voltage levels.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização em Informática e Automação), na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Adriano Silva de Carvalho

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-13Bitstream added on 2014-06-13T19:00:49Z : No. of bitstreams: 1 000750517.pdf: 1666924 bytes, checksum: e84c134f0f27a5f5a9524b7d37f45079 (MD5) / Apresenta-se, nesta pesquisa, uma metodologia para realizar a detecção e classificação de distúrbios de tensão em sistemas de distribuição de energia elétrica, usando como ferramenta, as análises estatística e direta multinível dos sinais de tensão no domínio wavelet para o processo de detecção e uma rede neural ARTMAP Euclidiana Modificada com Treinamento Continuado (ARTMAP-EMTC) para o processo de classificação. Com o auxílio destas duas ferramentas obtém-se maior precisão, segurança e confiabilidade na tomada de decisão para o restabelecimento das operações normais do sistema. A rede neural ARTMAP-EMTC é capaz de se adaptar às constantes mudanças que sofre o setor elétrico, e.g., fornece o diagnóstico de um distúrbio desconhecido pela rede neural que possa surgir com o passar do tempo. Além disso, permite a inclusão de novos padrões na memória da rede neural sem a necessidade de reiniciar o treinamento, o que não ocorre com outros tipos de redes neurais. Trata-se, por conseguinte, de uma nova abordagem da aplicação de redes neurais onde é realizada, permanentemente, a extração do conhecimento do sistema sob análise, a partir de informações disponibilizadas na operação do sistema (resultado das análises, simulação, etc.). Os sinais de tensão, necessários para realizar os diagnósticos de distúrbios de tensão, foram obtidos por meio de simulações de um modelo de alimentador radial no software ATP (Alternative Transients Program) e Matlab, empregando-se a transformada wavelet discreta, análise multirresolução e o conceito de energia. Os resultados obtidos mostram a eficiência da metodologia proposta, o que possibilita sua aplicação, com sucesso, na proteção dos sistemas de distribuição, auxiliando os operadores no processo de decisão visando restabelecer o sistema e contribuindo, desta forma, para a melhoria da qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. / This research presents a methodology to detect and classify voltage disturbances in electrical distribution systems using as tool, statistical and multilevel direct analysis of voltage signals in wavelet domain for the detection process and modified Euclidean ARTMAP neural network with continuous training for the classification (ARTMAP- MECT). These two tools provide velocity, security and reliability for decision making when it is necessary to restore the normal operations. The ARTMAP-MECT is able to adapt to continuous changes at the electrical system, e.g. to provide a diagnosis of unknown disturbances by the neural network Furthermore, it allows the inclusion of new patterns in the memory of the neural network without reinitializing the training, which is not possible in other neural networks. It is a new approach of neural network application where the knowledge is permanently extracted from the system under analysis from information available in the system operation (results from analysis, simulation, etc.). The voltage signals that are necessary to execute the voltage disturbance diagnosis are obtained from simulations of a radial feeder using the ATP (Alternative Transients Program) and MATLAB using the discrete wavelet transform, multi-resolution analysis and energy concept. The obtained results show the efficiency of the proposed methodology allowing the application in distribution protection, aiding the operators in decision procedures to restore the system and contributing to improve the power quality provided to the users.

Dissertação (mestrado) -Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T01:09:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:24:53Z : No. of bitstreams: 1 172770.pdf: 9937231 bytes, checksum: a485f56a6bda3f2a45ea2f582526b27c (MD5) / Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma ferramenta inteligente, denominada RECOMP, de apoio aos operadores dos Centros de Operação de Estações (COE) na tarefa de recompor o sistema elétrico na etapa fluente. A complexidade do problema de recomposição e a existência de Instruções de Operação (IO) com regras que orientam a ação dos operadores no controle restaurativo, tornam a técnica de sistemas especialistas apropriada à esta tarefa. O uso de um sistema especialista para apoio aos operadores agiliza o processo e reduz os riscos de erro humano durante a seqüência de manobras a fim de restaurar o sistema após contingências com desligamentos definitivos. O sistema desenvolvido utilizou como sistema teste a rede de transmissão da região de Ponta Grossa, Paraná, do sistema da COPEL, e suas potencialidades foram avaliadas por operadores deste COE. Por possuir a ferramenta desenvolvida as características de simplicidade na utilização, rapidez de execução e interface amigável, existe a possibilidade de aplicá-la também ao treinamento de operadores.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T01:07:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:32:38Z : No. of bitstreams: 1 184725.pdf: 5376536 bytes, checksum: 0cb41f57b3af585da915344f4e4c8348 (MD5) / Neste trabalho de mestrado são apresentadas as diversas etapas do desenvolvimento de um Sistema Especialista Baseado em Regras, proposto para auxiliar os operadores de subestações de sistemas de transmissão de energia elétrica na tarefa de recompor o sistema após contingências com desligamentos definitivos. As características do problema da recomposição de sistemas de potência (aspecto combinatorial, solução em vários estágios, diversos critérios a serem atendidos) dificultam a obtenção de soluções satisfatórias através de métodos analíticos. O Sistema Especialista desenvolvido visa dar apoio na etapa fluente da recomposição, quando os operadores realizam uma seqüência de manobras específica para cada situação, a partir de instruções de operação preparadas atavés de estudos prévios, sem necessidade de troca de informações com o centro de operação do sistema. O conhecimento armazenado na base de regras do sistema especialista foi adquirido a partir dos manuais de operação e de especialistas na área. O sistema possui integração com um Sistema de Supervisão e Controle, permitindo a obtenção direta de informações da rede elétrica, sem a entrada de dados pelo operador. Apesar do grande número de regras colocadas na base de conhecimento, o uso de uma estrutura modular facilita a etapa de verificação e validação da ferramenta, assim como futuras manutenções. Os benefícios diretos que podem ser obtidos com o uso deste sistema são a diminuição da duração das interrupções de fornecimento e da probabilidade de erros humanos durante a recomposição.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-20T03:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:56:53Z : No. of bitstreams: 1 180144.pdf: 3763456 bytes, checksum: c3cb335adb4d111a93a32e6414e40227 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo apresentar um sistema especialista desenvolvido para auxiliar no processo inicial de projeto de subestações do sistema de transmissão de energia elétrica, tendo em vista a grande complexidade dos fatores associados a essa tarefa. Os critérios empregados para análise das alternativas para configuração dos equipamentos no pátio da subestação são: custo de implantação (equipamentos), confiabilidade e índices qualitativos (impacto ambiental, facilidade/flexibilidade de manobras e preferência do proprietário). O usuário pode, para uma determinada subestação do sistema de transmissão, apresentar ao programa várias alternativas de projeto, respeitando as determinações estabelecidas pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico para configuração mínima. Todas essas alternativas são avaliadas utilizando-se os critérios descritos acima. Feita a análise, o sistema apresenta ao usuário o resultado da avaliação de cada alternativa frente a cada requisito, além da alternativa que apresenta a melhor relação custo-benefício, de acordo com heurísticas embutidas em sua base de conhecimento. A metodologia proposta é aplicada para busca da melhor topologia para uma subestação 500/230 kV.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-17T19:17:57Z No. of bitstreams: 1 fredericotassidesouzasilva.pdf: 1622811 bytes, checksum: 27a2c9213ed77517b8220680d4d24f38 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T14:40:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fredericotassidesouzasilva.pdf: 1622811 bytes, checksum: 27a2c9213ed77517b8220680d4d24f38 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T14:40:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fredericotassidesouzasilva.pdf: 1622811 bytes, checksum: 27a2c9213ed77517b8220680d4d24f38 (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho propõe um método para a resolução de problemas de expansão de sistemas de distribuição, fazendo uma análise multi-objetivo que engloba a alocação de novas subestações, repotencialização das subestações já existentes e dimensionamento de alimentadores, selecionando o caminho dos circuitos para alimentação das cargas e o tipo de condutor utilizado em cada trecho. O problema de otimização apresentado visa minimizar os custos globais do sistema, considerando restrições físicas, técnicas e operacionais. Vários sistemas encontrados na literatura foram utilizados para testar o método e os resultados foram comparados, mostrando que o método pode ser aplicado também para outros sistemas, inclusive de grande porte. A técnica utilizada foi baseada na metaheurística Sistema Imunológico Artificial, que utiliza conceitos básicos de imunologia para a resolução de problemas de otimização combinatória. / This work proposes a method for solving radial distribution systems expansion problems, making a multi-purpose analysis that includes the allocation of new substations, reconditioning of existing substations and sizing feeders selecting the path of the circuits for feeding the fillers and the type of conductor used in each section. The presented optimization problem seeks to minimize overall system costs, involving physical, technical and operational constraints. Many systems found in the literature were used for the test method and the results were compared, showing that the method can also be applied to other systems, including large others. The technique used was based on the metaheuristic Artificial Immune System, which uses basic concepts of immunology for solving combinatorial optimization problems.