Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-02-22T16:12:06Z
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2015_SergioLuisVarricchio.pdf: 4493052 bytes, checksum: 92e5c99c2dd2af1b9316cc7bc12be2ac (MD5) / Dois tipos de modelagens propícias para a realização da análise modal de redes elétricas são apresentados neste trabalho: sistemas descritores (SD) e matriz Y(s). Os modelos individuais dos componentes mais importantes da rede elétrica são apresentados. Um novo método, denominado SMDPA (Sequential MIMO Dominant Pole Algorithm), é também desenvolvido para o cálculo sequencial de polos dominantes e matrizes de resíduos associadas de funções de transferência (FTs) multivariáveis (Multiple Inputs Multiple Outputs – MIMO) de sistemas infinitos (que possuem infinitos polos), possibilitando sua análise modal. Sistemas infinitos são fácil e precisamente modelados por matriz Y(s), mas a formulação por SD permite apenas uma representação aproximada (finita) destes sistemas. As dificuldades computacionais em se aproximar sistemas infinitos por finitos são evidenciadas neste trabalho. É mostrado que elas praticamente impossibilitam a aplicação a sistemas infinitos de métodos de análise modal desenvolvidos para sistemas finitos, reforçando a necessidade de métodos como o SMDPA, especialmente desenvolvidos para sistemas infinitos. O conceito de sistemas lineares da série de energia espectral de uma FT, em uma faixa de frequências de interesse, é empregado para a criação de um novo critério de parada para o largamente utilizado método SADPA (Subspace Accelerated Dominant Pole Algorithm), gerando uma nova versão, aqui denominada de enhanced SADPA, mais adequada à construção de modelos de ordem reduzida de sistemas finitos. Finalmente, é apresentado o inédito HMBT (Hybrid Modal-Balanced Truncation Method) para a redução da ordem de modelos, especialmente aplicável à modelagem linear de sistemas (estáveis ou instáveis) para estudos de estabilidade eletromecânica por SD. Este método consiste no uso combinado do enhanced SADPA e do SRBT (Square Root Balanced Truncation Method), superando as desvantagens do uso individual destes métodos e se beneficiando da sinergia do seu uso combinado. O HMBT tem também a vantagem de ser mais simples de usar do que os métodos de redução do tipo baixo posto. / Two modeling approaches suitable for the modal analysis of electrical networks are presented in this work: descriptor systems (DS) and Y(s) matrix. The individual models of the most important electrical network components are presented. A new method, named SMDPA (Sequential MIMO Dominant Pole Algorithm), is also developed for the sequential computation of dominant poles and associated residue matrices of multivariable (Multiple Inputs Multiple Outputs – MIMO) transfer functions (TFs) of infinite systems (having an infinite number of poles), which allows its modal analysis. Infinite systems can be easily and accurately represented in the Y(s) matrix formulation but the DS formulation only allows an approximated (finite) representation of these systems. The computational difficulties in approximating infinite systems by finite systems are highlighted in this work. It is shown that these difficulties make practically unfeasible the application to infinite systems of modal analysis methods developed for finite systems, reinforcing the need for developing methods such as SMDPA that are especially designed for infinite systems. The linear system concept of the spectral energy series of a TF, considering a frequency window of interest, is used to develop a new stopping criterion for the widely known Subspace Accelerated Dominant Pole Algorithm - SADPA, yielding a new version of this method, named in this thesis as enhance SADPA, which is more suitable for building reduced order models of finite systems. Finally, the new Hybrid Modal-Balanced Truncation Method - HMBT for model order reduction, specially applied to the linear DS modeling of stable or unstable systems for electromechanical stability studies, is proposed. This method consists of the combined use of the enhanced SADPA and the Square Root Balanced Truncation Method - SRBT methods, overcoming the disadvantages associated with the individual use of these model order reduction methods and benefitting from the synergy of their combined use. This method also has the advantage of being simpler to use than the sparse low rank methods.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/19569 |
| Date | 03 December 2015 |
| Creators | Varricchio, Sergio Luis |
| Contributors | Martins, Nelson, Freitas, Francisco Damasceno |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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