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Submitted by Rafael Borges Rodrigues (rodrigues.unesp@gmail.com) on 2022-02-01T18:24:24Z No. of bitstreams: 1 rodrigues_rb_me_ilha.pdf: 1755675 bytes, checksum: aef531ab956ecf6d6237c70c6f937ef7 (MD5) Approved for entry into archive by Joao Josue Barbosa (joao.barbosa@unesp.br) on 2022-02-01T18:40:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigues_rb_me_ilha.pdf: 1755675 bytes, checksum: aef531ab956ecf6d6237c70c6f937ef7 (MD5) Made available in DSpace on 2022-02-01T18:40:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigues_rb_me_ilha.pdf: 1755675 bytes, checksum: aef531ab956ecf6d6237c70c6f937ef7 (MD5) Previous issue date: 2022-01-11 A alocação de dispositivos de manobra e proteção em redes de distribuição de energia elétrica possibilita a melhoria dos índices de continuidade, aumenta o faturamento das empresas distribuidoras com a redução da energia não suprida e preserva a sua imagem junto à sociedade. A alocação otimizada destes dispositivos traz também benefícios para os consumidores que são supridos com energia de qualidade e reduzido número de interrupções. Consumidores prioritários como hospitais que realizam procedimentos essenciais à vida, residências com pessoas portadoras de doenças que necessitam de aparelhos alimentados por energia elétrica e em estabelecimentos que possuem produtos perecíveis devem ter elevado índice de confiabilidade no fornecimento de energia. Até mesmo em propriedades rurais, há segmentos altamente dependentes da energia elétrica, como é o caso dos produtores de leite e avicultores que precisam manter a temperatura dos produtos rigorosamente controlada. Neste trabalho propõe-se uma metodologia para alocação otimizada de dispositivos de manobra e proteção em redes radiais de distribuição, utilizando um algoritmo baseado na meta-heurística de Otimização Colônia de Formigas (ACO – Ant Colony Optimization). Considera-se na função objetivo a minimização do custo da energia não suprida e investimentos em equipamentos, respeitando as restrições técnicas de coordenação dos dispositivos de proteção e índices de continuidade do sistema. Os resultados obtidos através de simulações de um alimentador real de 134 barras são apresentados e discutidos. The allocation of switching and protection devices in electric energy distribution networks makes it possible to improve continuity rates, increases the billing of distribution companies with the reduction of non-supplied energy and preserves their image in society. The optimized allocation of these devices also brings benefits to consumers who are supplied with quality energy and a reduced number of interruptions. Priority consumers such as hospitals that perform procedures essential to life, homes with people with illnesses who need appliances powered by electricity and establishments that have perishable products must have a high level of reliability in energy supply. Even on rural properties, there are segments that are highly dependent on electricity, such as milk producers and poultry farmers who need to keep the temperature of their products strictly controlled. This work proposes a methodology for the optimized allocation of switching and protection devices in radial distribution networks, using an algorithm based on the Ant Colony Optimization (ACO) meta-heuristic. The objective function aims to minimize the cost of nonsupplied energy and investments in equipment, respecting the technical restrictions of coordination of protection devices and system continuity indices. The results obtained through simulations of a real 134 nodes feeder are presented and discussed.

Submitted by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2022-09-27T12:08:22Z No. of bitstreams: 1 levano_vergara_dr_ilha.pdf: 10090883 bytes, checksum: 52c84357cb782fddd6cd32741ba477d6 (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2022-09-27T13:24:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 levano_vergara_dr_ilha.pdf: 10090883 bytes, checksum: 52c84357cb782fddd6cd32741ba477d6 (MD5) Made available in DSpace on 2022-09-27T13:24:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 levano_vergara_dr_ilha.pdf: 10090883 bytes, checksum: 52c84357cb782fddd6cd32741ba477d6 (MD5) Previous issue date: 2022 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A grande quantidade de interrupções de fornecimento elétrico é devido às falhas que ocorrem nos sistemas de distribuição. Para minimizar os efeitos que uma falta simples pode ocasionar em termos de interrupção de serviço, as empresas distribuidoras de energia têm adotado a solução técnica de operar suas redes de distribuição de forma fracamente malhada. A análise do efeito destas faltas em sistemas de distribuição é realizada através do cálculo de curto-circuito. O cálculo de curto-circuito determina a magnitude da corrente que um sistema é capaz de produzir em situações de faltas, sendo utilizado para a seleção e dimensionamento de equipamentos, assim como para estabelecer uma adequada seletividade e coordenação da proteção. Para obter valores exatos no cálculo das correntes de curtos-circuitos é necessário o cálculo de fluxo de potência pré-falta e considerar modelos exatos dos componentes conectados na rede, como o gerador síncrono. Estes modelos são importantes para estudos onde é necessário observar o desequilíbrio nas variáveis de estado como ocorre num sistema de distribuição, que é inerente e construtivamente desequilibrado. Para diferentes aplicações em sistemas de distribuição, nas quais são utilizados os cálculos de fluxo de potência e curto-circuito, é necessária uma modelagem trifásica dos elementos, porque os sistemas de distribuição modernos e reais caracterizam-se por serem trifásicos, desbalanceados e apresentar geração distribuída. O método clássico de cálculo de curtocircuito é baseado no método de componentes simétricas, que desconsidera o acoplamento inerente em sistemas de distribuição trifásicos desbalanceados. Neste trabalho, propõem-se novos algoritmos para o cálculo de fluxo de potência e corrente de curto-circuito em sistemas de distribuição trifásicos, malhados e desbalanceados, considerando os acoplamentos magnéticos. A validação destes algoritmos é realizada através de uma metodologia desenvolvida para localização de faltas em redes de distribuição que utiliza algoritmos de fluxo de potência e cálculo de correntes de curtos-circuitos, e que exige precisão e qualidade dos resultados fornecidos por estes algoritmos. Resultados são obtidos para um sistema de 135 barras comumente utilizado na literatura que comprovam a eficiência e adequação dos algoritmos e modelos desenvolvidos nestes trabalhos para aplicações em controle e planejamento de sistemas elétricos de distribuição. Large supply energy service disruption is mainly caused due to faults and system failure in the electrical distribution network. Particularly, faults effects mitigation in terms of supply energy service disruption has been widely addressed by weakly meshed distribution networks in utilities. The fault study for electrical distribution networks is carried out by the short-circuit analysis. The short-circuit analysis provides information of the magnitude of the short-circuit current that the distribution network is capable to produce when it comes to fault occurrence. This current information serves for selection and equipment dimension as well as coordination and selectivity of device protection. This short-current magnitude requires a computation of a pre-fault power flow analysis and an accurate representation of power system elements such as the synchronous generator. The importance of these elements modelling relies on the fact that an electrical distribution network is inherently unbalanced, thus, a detailed representation of these elements provides a better understanding of their unbalance in variables state. Therefore, a three-phase representation of the electrical distribution network becomes essential for a power flow analysis and shortcircuit analysis. Moreover, a modern three-phase power system is an unbalanced system integrated with distributed generation. A well-known method for short-circuit analysis is based on symmetrical component computation. This method considers an inherent coupling for the unbalanced three-phase electrical distribution network. In this pathway, this work contribution is to propose novel algorithms for power flow computation and short-circuit analysis for unbalanced-meshed considering magnetic coupling in electrical distribution networks. The assessment of the proposed method is carried out by developing a methodology for fault location in electrical distribution networks using power flow computation algorithms as well as the short-circuit analysis aiming high quality and accuracy results. Tests in a well-known 135-bus electrical distribution system validate the efficiency and adequacy of the proposed method and algorithms for control applications and planning of the electrical distribution network. CAPES: 001

Submitted by Jairo Gonzalo Yumbla Romero (jairo.yumbla@unesp.br) on 2021-10-15T23:02:22Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO JAIRO GONZALO.pdf: 2382327 bytes, checksum: 5e9d8a4f8dc63a9a2c21636482dd2bfb (MD5) Approved for entry into archive by Joao Josue Barbosa (joao.barbosa@unesp.br) on 2021-10-16T13:05:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 yumbla_romero_jg_me_ilha.pdf: 2382327 bytes, checksum: 5e9d8a4f8dc63a9a2c21636482dd2bfb (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-16T13:05:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 yumbla_romero_jg_me_ilha.pdf: 2382327 bytes, checksum: 5e9d8a4f8dc63a9a2c21636482dd2bfb (MD5) Previous issue date: 2021-08-26 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) As redes modernas de distribuição de energia elétrica são redes ativas que possuem recursos energéticos distribuídos desenhados para injetar e armazenar energia de forma estratégica. Para o planejamento da operação de curto prazo deve ser considerada a natureza estocástica das variáveis envolvidas nos modelos matemáticos com vistas a obter resultados realistas e aplicáveis pelas empresas distribuidoras. Neste trabalho é apresentada uma metodologia para solução do problema de reconfiguração de sistemas ativos de distribuição, que possuem geração distribuída renovável fotovoltaica e não renovável, bancos de capacitores e bancos de baterias para o armazenamento de energia. A variabilidade que apresentam as cargas e a geração distribuída fotovoltaica, é analisada através de uma janela de tempo preestabelecida. Essa variabilidade é obtida após o processamento de dados históricos através do método de agrupamento K-means, que permite a criação de cenários representativos com os valores dos parâmetros aleatórios. O problema de reconfiguração, do ponto de vista da programação matemática, é de alta complexidade devido à natureza das variáveis e a não linearidade das restrições. A solução é de natureza computacional complexa para sistemas reais de grande porte mesmo através do uso de softwares comerciais. Para contornar estes problemas e oferecer contribuições ao estado da arte com relação a uma nova técnica de solução, propõe-se uma metodologia que aproveita as características da programação matemática baseada em otimização clássica, na estrutura de um algoritmo metaheurístico, sendo que esta integração de otimização clássica e metas-heurísticas, é conhecida como técnica matheuristica. Neste caso, é usada a linguagem AMPL e o solver CPLEX, para implementar um processo de busca tabu que evolui de maneira iterativa obtendo soluções vizinhas. Para demonstrar a eficiência e escalabilidade desta metodologia, apresenta-se uma comparação entre os resultados fornecidos pelo algoritmo proposto e o uso do solver CPLEX. Os testes são realizados com os sistemas de 69, 136 e 880 barras, encontrados na literatura especializada The modern electrical distribution networks are active systems that have distributed energy resources designed to inject and store energy strategically. In addition, for the short-term operation planning, the stochastic nature of the variables involved in the mathematical models must be considered, with the purpose to obtaining realistic results applicable by the companies. This work presents a methodology to solve the problem of reconfiguration of active distribution systems, equipped with the following photovoltaic and dispatchable distributed generation, capacitor banks and battery banks for energy storage. The variability of loads and distributed photovoltaic generation is analyzed through a pre-established time window. This variability is obtained after processing historical data through the K-means clustering method, which allows the creation of representative scenarios with random parameter values. The reconfiguration problem, from the point of view of mathematical programming, is highly complex due to the mixed nature of the variables and the non-linearity of the constraints. The solution is computationally complex for large real systems even using commercial software. To circumvent these problems and offer contributions to the state of the art regarding a new solution technique, a new methodology is proposed. It takes advantage of the characteristics of mathematical programming based on classical optimization, within of the structure of a metaheuristic algorithm. Thereby, a matheuristic technique is obtained due to the interact of mathematical programming and metaheuristics. In this case, the AMPL language and the CPLEX solver are used to implement a tabu search process that iteratively evolves obtaining neighboring solutions. To demonstrate the efficiency and scalability of this methodology, a comparison between the results provided by the proposed algorithm and the commercial solver CPLEX is presented. The tests are carried out with the 69, 136 and 880 bus systems, found in the specialized literature. CAPES: 001

Submitted by João Paulo Marques Tavares (jp.tavares@unesp.br) on 2021-05-22T03:42:41Z No. of bitstreams: 1 tavares_jpm_feis.pdf: 3711059 bytes, checksum: 262ea720a4dfe27a4369742d30906d8a (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2021-05-26T15:23:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tavares_jpm_me_ilha.pdf: 3711059 bytes, checksum: 262ea720a4dfe27a4369742d30906d8a (MD5) Made available in DSpace on 2021-05-26T15:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tavares_jpm_me_ilha.pdf: 3711059 bytes, checksum: 262ea720a4dfe27a4369742d30906d8a (MD5) Previous issue date: 2021-03-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Em condições ambientais adversas, os sistemas de distribuição de energia ficam mais suscetíveis à contingências severas. Nestes cenários, torna-se necessário uma intervenção rápida e precisa, para restaurar o fornecimento de energia aos consumidores afetados enquanto as equipes especializadas realizam a manutenção do sistema. Nesse contexto, o objetivo do trabalho é desenvolver uma metodologia capaz de elaborar um plano de ação para restauração de redes de distribuição, considerando a presença de geradores distribuídos, sistemas de armazenamento de energia, programas de resposta à demanda e a formação de microrredes flexíveis na operação do estado restaurativo. Para alcançar esse objetivo, a rede de distribuição e os equipamentos nela inseridos são modelados através de um fluxo de potência ótimo, que visa reduzir o custo de operação do sistema operando no estado restaurativo. Desse modo, é possível avaliar os impactos e a factibilidade das ações de controle a serem executadas no processo de restauração. Com o intuito de determinar o conjunto de operações capazes de otimizar a operação no estado restaurativo, a metodologia proposta divide o processo de elaboração do plano em dois estágios de solução. No primeiro estágio de solução, determina-se a topologia de operação no estado restaurativo utilizando uma meta-heurística de busca de vizinhança variável (VNS – do inglês, variable neighbourhood search). Na etapa de busca do algoritmo VNS, utiliza-se uma abordagem que combina os procedimentos de busca, inerentes aos algoritmos VNS, e técnicas de otimização clássica, possibilitando determinar, ainda no primeiro estágio, o conjunto de operações ótimas de controle dos equipamentos operando no estado restaurativo. No segundo estágio de solução, determina-se a sequência de operações que conduzem a rede da topologia pós-falta à topologia de operação no estado restaurativo, estabelecida no primeiro estágio de solução. O segundo estágio é solucionado por meio de uma heurística cujas adaptações, realizadas neste trabalho, possibilitam a formação gradual de microrredes. A metodologia implementada computacionalmente é avaliada em diferentes cenários para os sistemas testes de 33 e 136 barras, que são disponibilizados na literatura. Os resultados evidenciam a capacidade da metodologia proposta em fornecer um plano de ações factível e capaz de otimizar a operação da rede no estado restaurativo, considerando a presença de recursos energéticos distribuídos e a formação dinâmica de microrredes. In adverse environmental conditions, the power distribution systems are susceptible to severe contingencies. In these conditions, an outage scenario must be treated quickly and accurately to restore the power supply while the crews repair the network. In this context, this work proposes a network restoration method that taking into account in the model the presence of distributed generators, energy storage systems, demand response programs, and the formation of dynamic microgrids. The distribution network and the equipment are modeled through an optimum power flow, which aims to reduce the operational cost of the distribution system in the restorative state. In this way, it is possible to assess the impacts and feasibility of the control actions to be carried out in the restoration process. To determine the set of control actions that optimize the network in restorative state, the proposed methodology divides the solution process into two stages. In the first solution stage, the topology of operation in the restorative state is determined using a variable neighborhood search meta-heuristic (VNS). In the search stage of the VNS algorithm is used a matheuristic approach, making it possible to determine the set of optimal control actions of the equipment operating in the restorative state. The switching sequence that lead the network from the post-fault topology to the restorative state topology, established in the first solution stage, is determined in the second solution stage, that solved by a heuristic that allows the gradual formation of the microgrids. The implemented methodology is evaluated in different scenarios for the 33-nodes and 136-nodes test feeders, available in the literature. The results show the capacity of the proposed methodology to provide a feasible restoration solution that can optimize the operation of the network, considering the presence of distributed energy resources and the dynamic formation of microgrids. FAPESP: 2015/21972-6 FAPESP: 2019/03331-4 CAPES: 001

Submitted by Wmerson Claro De Oliveira (wmerson14webing@gmail.com) on 2020-12-04T23:16:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_FINAL.pdf: 1311275 bytes, checksum: bcb1a991b0003024a9d13d1cf98b5705 (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2020-12-07T19:02:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_wc_me_ilha.pdf: 1311275 bytes, checksum: bcb1a991b0003024a9d13d1cf98b5705 (MD5) Made available in DSpace on 2020-12-07T19:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_wc_me_ilha.pdf: 1311275 bytes, checksum: bcb1a991b0003024a9d13d1cf98b5705 (MD5) Previous issue date: 2020-10-23 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Council on International Educational Exchange (CIEE) Czech Science Foundation (GACR) Department of Atomic Energy (DAE) Department of Science and Technology (DST) Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) Earthwatch Institute Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) European Regional Development Fund (ERDF) Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para resolver o problema de fluxo de potência ótimo probabilístico. A função objetivo do problema considera simultaneamente a minimização de custos de geração e gases de efeito estufa. O modelo matemático contempla o despacho ótimo dos geradores despacháveis (hidráulicos e térmicos) e não despacháveis (geração eólica e fotovoltaica), controle da posição dos taps dos transformadores, e da ativação de compensação reativa shunt, além das incertezas das cargas e das fontes de energia não renováveis. As incertezas no comportamento do sistema são modeladas usando o método de estimação por pontos 2m+1. A formulação do problema de fluxo de potência ótimo (FPO) é um problema de programação não linear inteiro misto, multiobjetivo, não convexo e probabilístico. Para resolver este problema eficientemente é proposto um algoritmo matheurístico, que combina o modelo clássico não linear de FPO e a meta-heurística Variable Neighborhood Descent (VND). Para validar o algoritmo proposto, foram testados sistemas da literatura especializada em dois tipos de testes: o primeiro é dividido em duas partes e os resultados são comparados com um solver comercial, na parte 01 são testados diversos sistemas com número de barras que vão de 14 até 4661, considerando um problema mono-objetivo. Na parte 02 são testados os sistemas pglib_opf_case118_ieee e pglib_opf_case300_ieee considerando um problema multiobjetivo determinístico. O segundo tipo de teste considera um problema multiobjetivo probabilístico, que envolve as incertezas das variáveis de entrada, dos parâmetros que definem o comportamento da demanda e das fontes de geração renováveis. Os resultados obtidos com os testes realizados, usando a implementação computacional nos sistemas de testes, mostram a eficiência desta metodologia. This work proposes the development of a computational tool to solve the probabilistic optimal power flow problem. The objective function of the problem simultaneously considers the minimization of generation costs and greenhouse gases. The mathematical model includes the optimal dispatch of dispatchable (hydraulic and thermal) generators and non-dispatchable (wind and photovoltaic) generators, control of the position of the transformer taps, and the activation of reactive shunt compensation, in addition to the uncertainties of the cargo and non-renewable energy sources. Uncertainties in the behavior of the system are modeled using the 2m + 1 point-estimate method. The formulation of the FPO problem is a mixed integer non-linear (PNLIM), multi-objective, non-convex and probabilistic problem. To solve this problem efficiently, a matheuristic algorithm is proposed, combining the classic non-linear FPO model and the Variable Neighborhood Descent (VND) metaheuristic. To validate the proposed algorithm, systems in the specialized literature were tested in two types of tests: the first test is divided into two parts and the results are compared with a commercial solver, in part 01 several systems are tested with number of bars ranging from 14 to 4661, considering a mono-objective problem. In part 02, the pglib_opf_case118_ieee and pglib_opf_case300_ieee systems are tested considering a deterministic multiobjective problem. The second type of test considers a probabilistic multiobjective problem, which involves the uncertainties of the input variables, parameters that define the load and renewable sources behavior. The results obtained with the tests performed, using the computational implementation in the test systems, show the efficiency of this methodology. CNPq: 164751/2018-1

Submitted by Juan Manuel Home Ortiz (juanmanuelhome@gmail.com) on 2019-03-06T18:48:39Z No. of bitstreams: 1 Tese_Juan_Home1.pdf: 4420334 bytes, checksum: 1025be6f0a8badb2c8f08d15709abf80 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2019-03-07T12:15:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 homeortiz_jm_dr_ilha.pdf: 4011619 bytes, checksum: f2f3f5d226f898eaff149bbc9417de5e (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-07T12:15:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 homeortiz_jm_dr_ilha.pdf: 4011619 bytes, checksum: f2f3f5d226f898eaff149bbc9417de5e (MD5) Previous issue date: 2019-01-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Neste trabalho propõem-se formulações matemáticas e metodologias para resolver o problema de planejamento da expansão e operação de sistemas de distribuição de energia elétrica de longo prazo com instalação de geração distribuída despachável, renovável e dispositivos armazenadores de energia, considerando as incertezas nos parâmetros e variáveis envolvidas no comportamento do sistema. No modelo de otimização desenvolvido considera- se uma formulação com espaço de busca convexo como um problema de programação cônica inteira de segunda ordem. Como primeira metodologia de solução para o modelo matemático proposto, usam-se solvers de otimização comerciais através de linguagem de programação matemática. Em segundo lugar é proposta a técnica de otimização meta-heurística VND combinada com um solver de otimização para resolver o modelo de otimização desenvolvido. Os algoritmos e modelos matemáticos de otimização usados para resolver o planejamento de sistemas de distribuição são implementados em AMPL e testados em sistemas presentes na literatura. Finalmente são comparadas as metodologias segundo a solução obtida e desempenho em tempo computacional. This work proposes mathematical formulations and methodologies to solve the long-term electric power distribution system operation and expansion planning with distributed renewable energy sources and energy storage devices, considering the uncertainties in the involved parameters and variables in the system behavior. In the developed optimization model, a convex formulation is considered as integer second-order conic programming problem. The first solution methodology for the proposed mathematical model, the commercial optimization solvers that uses mathematical modelling language is used. In the second way, the VND meta-heuristic optimization technique is proposed combined with the optimization solver to analyze the obtained solutions of the search through optimal neighborhoods. The mathematical optimization model and the proposed algorithm used to solver the planning of distribution systems are implemented in AMPL and tested in literature’s systems. Finally, the methodologies according to the obtained solution and computational time performance are compared. CAPES: Código de Financiamento 001 FAPESP: 15/21972-6

Submitted by MAURO VIEGAS DA SILVA (mauroviegas@yahoo.com.br) on 2019-01-09T23:45:18Z No. of bitstreams: 1 Tese_final.pdf: 2830432 bytes, checksum: 5def208f549212a871adda8dfca0fd2b (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2019-01-10T17:34:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_mv_dr_ilha.pdf: 2830432 bytes, checksum: 5def208f549212a871adda8dfca0fd2b (MD5) Made available in DSpace on 2019-01-10T17:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_mv_dr_ilha.pdf: 2830432 bytes, checksum: 5def208f549212a871adda8dfca0fd2b (MD5) Previous issue date: 2018-12-18 Neste trabalho, o modelo matemático do problema de fluxo de potência ótimo básico não linear é analisado e manipulado algebricamente para obter um modelo de programação convexa, do tipo cônico de segunda ordem. O conceito de envelopes convexos é apresentado para tratar a não linearidade e não convexidade da restrição trigonométrica inversa que surge ao escrever o modelo de FPO como um modelo cônico. Aplicando duas proposições apresentadas neste trabalho a restrição trigonométrica é resolvida em um pré-processamento por um solver de otimalidade local, neste caso o KNITRO, que enumera todas as possibilidades dos pontos de KKT para obter os envelopes convexos e tornar o modelo de FPO totalmente convexo. O modelo é implementado no AMPL e é resolvido com solvers de otimalidade global com sistemas testes da literatura, nesta tese usam-se os sistemas testes IEEE 14, 30, 57 e 118 barras. Os resultados obtidos são validados comparando-os com resultados fornecidos pelo Matpower, que é um simulador para FPO. Como contribuição desta tese, o modelo convexo de FPO obtido é utilizado como exemplo de aplicações no problema de despacho ótimo de potência ativa e reativa, considerando competições via programação binível. São apresentados dois modelos biníveis e dois modelos uníveis. O modelo iterativo convexo utiliza-se do modelo proposto de FPO convexo e as não linearidades são convexificadas fazendo uso dos envelopes de McCormick. O conceito de dualidade forte é empregado afim de obter um modelo unível convexo. Os modelos biníveis e uníveis são implementados em AMPL e resolvidos utilizando solvers de otimalidade local e global, utilizando os mesmos sistemas testes IEEE do modelo cônico e ainda acrescentando mais dois sistemas testes, um de 2 barras e outro de 8 barras. Os principais resultados obtidos com os quatro modelos de despacho ótimo de potência ativa e reativa propostos são apresentados e discutidos. In this work, the basic nonlinear mathematical model for the optimal power flow (OPF) problem is analyzed and manipulated algebraically in order to obtain a second-order conic convex programming model. The concept of convex envelopes is presented to deal with the nonlinearity and nonconvexity of the inverse trigonometric constraint that arises when transforming the nonconvex OPF model into an equivalent conic model. By applying two propositions presented in this work, the trigonometric constraint is solved in a pre-processing stage by a local optimization solver, in this case, the KNITRO solver, which considers all the possibilities of the KKT points to obtain the convex envelopes and find a completely convex OPF model, is used. The model is implemented in AMPL and is solved via global optimization solvers while to show the effectiveness of the model several IEEE systems such as the IEEE 14-, 30-, 57-, and 118-bus systems are used. The obtained results are validated by comparing them with the results provided by Matpower, which is an OPF solver. As a contribution of this thesis, the obtained convex OPF model is used as an application in the active and reactive optimal power dispatch problem, considering competition via bilevel programming. Two bilevel models and two single-level models are presented. The convex iterative model uses the proposed convex OPF model, and the nonlinearities are convexified using McCormick envelopes. The concept of strong duality is employed to obtain a single-level convex model. The bilevel and the single-level models are implemented in AMPL and solved using local and global optimization solvers for the 2-bus system, 8-bus system, and the aforementioned IEEE test systems. The main results obtained with the four proposed models for active and reactive optimal power dispatch are presented and discussed.

Submitted by OZY DANIEL MELGAR DOMINGUEZ (ozy.daniel@unesp.br) on 2019-02-04T10:55:35Z No. of bitstreams: 1 Documento-Tese-Ozy.pdf: 4200050 bytes, checksum: c988179e45cbb85985a12165a48fdbed (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2019-02-04T12:15:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 melgardominguez_od_dr_ilha.pdf: 4200050 bytes, checksum: c988179e45cbb85985a12165a48fdbed (MD5) Made available in DSpace on 2019-02-04T12:15:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 melgardominguez_od_dr_ilha.pdf: 4200050 bytes, checksum: c988179e45cbb85985a12165a48fdbed (MD5) Previous issue date: 2018-12-18 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O planejamento de curto prazo é uma estratégia de tomada de decisão que visa assegurar o desempenho adequado de um sistema de distribuição de energia elétrica e fornecer um produto de alta qualidade aos usuários finais. Este processo considera ações tradicionais para um controle efetivo no fluxo de potência reativa, fator de potência e magnitude de tensão nas barras do sistema. Nos últimos anos, este tipo de planejamento enfrenta-se com significativos desafios devido à integração de novas tecnologias e a filosofia de operação das redes de distribuição de média tensão. Desta forma, o desenvolvimento de algoritmos e ferramentas computacionais sofisticadas são necessárias para contornar essas complexidades. Nessa perspectiva, neste trabalho apresenta-se uma estratégia para a solução do problema de planejamento de curto prazo para redes de distribuição. Em que, a integração de unidades de geração distribuída e sistemas de armazenamento de energia elétrica é considerada simultaneamente com as ações tradicionais de planejamento para melhorar a eficiência do sistema. Diferentes alternativas de investimento, tais como a localização e dimensionamento de bancos de capacitores, unidades de armazenamento de energia e unidades de geração baseadas em energia fotovoltaica e eólica, seleção e substituição de condutores dos circuitos sobrecarregados e alocação de reguladores de tensão são consideradas como variáveis de decisão no problema de otimização. Adicionalmente, na formulação deste problema aspectos ambientais no nível de distribuição são devidamente abordados através do mecanismo Cap and Trade. Naturalmente, este problema de otimização combinatória é representado por um problema de programação não-linear inteiro mista não convexo. Portanto, para tornar o modelo convexo, este é manipulado algebricamente para obter um modelo de programação linear inteira mista. Por outro lado, para considerar as incertezas na demanda e na geração renovável, um modelo de otimização robusto de dois estágios é formulado. Este modelo de otimização robusto apresenta uma estrutura de três níveis, em que, a partir de uma reformulação baseada em algoritmos de decomposição, essa estrutura é representada em um ambiente hierárquico de problema mestre e subproblema. Dessa maneira, a solução deste problema é obtida através de um algoritmo de decomposição denominado Column-and-Constraint Generation. Para analisar e avaliar a efetividade e robustez da metodologia proposta, dois sistemas de distribuição de média tensão são utilizados para testes. Assim, resultados numéricos de diferentes casos de estudo corroboram a aplicabilidade da estratégia proposta neste trabalho. Short-term planning is a decision-making strategy that aims to enhance proper electric distribution network performance and provide high-quality service to consumers. This process considers traditional planning actions to effectively control the reactive power flow, power factor, and the voltage profile of the network. In the last years, this type of distribution network planning has faced important challenges due to the integration of modern technologies and operating aspects of medium-voltage distribution networks. In this regard, development of sophisticated algorithms and computational tools are necessary to cope with these complexities. In this perspective, a strategy to determine the solution of the short-term planning problem for distribution networks is presented in this work, where, integration of distributed generation units and electric energy storage systems are considered simultaneously with traditional planning actions to improve the network performance. Several investment alternatives such as siting and sizing of capacitors banks, energy storage systems, photovoltaic- and wind- based generation units, conductor replacement of overloaded circuits, and voltage regulators allocation are considered as decision variables in the optimization problem. Additionally, environmental aspects at distribution level are duly addressed via Cap and Trade mechanism. Inherently, this optimization problem is represented by a non-convex mixed integer nonlinear programming problem. Therefore, to address this issue, this complex model is recast to a mixed-integer linear programming model. On the other hand, uncertainties in demand consumption and renewable power production are approached via a two-stage robust optimization model. This robust optimization model is defined by a three-level structure, for which by using decomposition algorithms, this structure is represented by a hierarchical environment of master problem and subproblem. To address this issue, the column and constraint generation algorithm is employed to carry out the solution of this problem. In order to analyze and evaluate the effectiveness and robustness of the proposed methodology, two medium voltage distribution networks are used. Finally, numerical results of different case studies show the applicability of the proposed strategy. CAPES: Código de Financiamento 001 FAPESP: 2015/21972-6

Submitted by Hugo de Oliveira Motta Serrano (hugo.motta@unesp.br) on 2018-10-22T22:45:45Z No. of bitstreams: 1 HUGO DE OLIVEIRA MOTTA SERRANO versão final.docx: 2880162 bytes, checksum: 02e4b02188d98fd2bf0bd281b3aa11fc (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-10-24T18:06:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 serrano_hom_me_ilha.pdf: 1544910 bytes, checksum: 428bacc4e7a71d441731bbe74ea9e566 (MD5) Made available in DSpace on 2018-10-24T18:06:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 serrano_hom_me_ilha.pdf: 1544910 bytes, checksum: 428bacc4e7a71d441731bbe74ea9e566 (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O problema de alocação ótima de banco de capacitores em sistema de distribuição radiais consiste em definir as barras onde devem ser alocados os bancos de capacitores, além de determinar os tipos, potência nominal e em quais fases eles devem ser alocados, atendendo a restrições físicas e operacionais das redes elétricas, juntamente com os padrões da qualidade de fornecimento normatizados pelas agências reguladoras do setor. Também deve-se definir o esquema de controle, ou seja, quando os bancos capacitivos variáveis devem operar em diferentes níveis de carregamentos. A alocação de bancos de capacitores em sistemas de distribuição é um problema de programação não-linear inteiro misto, não convexo, de difícil solução através de técnicas clássicas de otimização, pela sua natureza combinatória, devido o aumento no número de variáveis inteiras envolvidas na solução de problemas de médio e grande porte. Neste trabalho, propõe-se para a sua solução a meta-heurística de Evolução Diferencial (ED), que deve fornecer a localização e dimensionamento dos bancos de capacitores fixos e chaveados ao longo dos alimentadores primários, em sistemas de distribuição radiais trifásicos e desbalanceados. A alocação deve atender aos critérios de mínimo custo de investimento e operação do sistema, dados pela soma do custo de aquisição, instalação e manutenção dos bancos de capacitores, mais o custo de perdas ativas no sistema além de melhorar o fator de potência. São apresentados neste trabalho, resultados para um sistema trifásico desequilibrado com 135 barras. The optimal allocation problem of capacitor bank in radial distribution systems is to define the bus where the capacitor banks must be allocated, furthermore determine the types, nominal power and which phase they must be allocated as they attended the physical and the operational constraints of power systems in conjunction with the supplier quality standards normalized by the sector regulatory agencies. Moreover, you must define the check schema, in the words, when the variable capacitor banks must operate at different load levels. The allocation of capacitor banks in distribution systems it's a not convex mixed integer nonlinear programming problem with a difficult solution through classical optimization techniques due to the increase of integer variables involved in the solution of large and medium-size problems. This works proposes for the solution, a metaheuristic based on Differential Evolution (DE) which provide the location and the sizing of fixed capacitor banks, switched over the primary feeders in unbalanced three-phase radial distribution systems, with the aim of minimizing the total investment and the system operation cost, given by sum of acquisition cost, installation and maintenance of capacitor banks, plus the cost of active losses in the system and to im-prove the power factor. Results for a 135-bus unbalanced three-phase system are presented. FAPESP: 15/21972-6. CAPES - Código de Financiamento 001.

Submitted by ELAYNNE XAVIER SOUZA ARAÚJO null (elaynnearaujo@hotmail.com) on 2018-03-13T18:51:38Z No. of bitstreams: 1 Tese_Final.pdf: 5331631 bytes, checksum: 60e1011da397d7e88cc9d80319169d76 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-03-14T12:06:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 araujo_exs_dr_ilha.pdf: 5331631 bytes, checksum: 60e1011da397d7e88cc9d80319169d76 (MD5) Made available in DSpace on 2018-03-14T12:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 araujo_exs_dr_ilha.pdf: 5331631 bytes, checksum: 60e1011da397d7e88cc9d80319169d76 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para o planeja-mento e despacho ótimo de fontes de potência ativa, considerando as incertezas das cargas (le-ve, nominal e pesada) e fontes de energia renováveis não despacháveis através de uma aborda-gem probabilística. O modelo matemático é um problema de programação não linear inteiro misto, multiobjetivo, não convexo e probabilístico na sua forma original sem a necessidade de realizar qualquer tipo de simplificação ou linearização tanto das funções objetivo como das res-trições. Um algoritmo baseado na meta-heurística Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) é proposto para resolver o problema de maneira eficaz. Os resultados obtidos com as simulações realizadas usando a implementação computacional nos sistemas de testes IEEE30 barras e IEEE118 barras mostram a eficiência e robustez da metodologia proposta. This work proposes the development of a computational tool for the planning and optimal dispatch of active power sources, considering the uncertainties of the loads (light, nominal and heavy) and non-dispatchable renewable energy sources through a probabilistic approach. The mathematical model is a multi-objective mixed-integer nonlinear programing problem, that is nonconvex and probabilistic in its original form, without the need to perform any kind of simplification or linearization of both objective functions and constraints. An algorithm based on the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) meta-heuristic is pro-posed to solve the problem effectively. The results obtained with the simulations performed using the computational implementation in the IEEE30 bus and IEEE118 bus test systems show the efficiency and robustness of the proposed methodology. 167761/2014-5

Submitted by KATIANI PEREIRA DA CONCEIÇÃO null (kathy_ani@hotmail.com) on 2018-02-22T19:01:33Z No. of bitstreams: 1 Tese_Katiani_Final.pdf: 4997816 bytes, checksum: b658322d2d003b3fd4a2a63664287751 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-02-22T19:11:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 conceicao_kp_dr_ilha.pdf: 4997816 bytes, checksum: b658322d2d003b3fd4a2a63664287751 (MD5) Made available in DSpace on 2018-02-22T19:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 conceicao_kp_dr_ilha.pdf: 4997816 bytes, checksum: b658322d2d003b3fd4a2a63664287751 (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho, apresenta-se uma nova proposta de metodologia para alocar, determinar e es-pecificar os tipos de dispositivos de controle e proteção em redes de distribuição com geração distribuída (GD). Esta metodologia é baseada em técnicas de otimização multiobjetivo para efetuar a alocação otimizada, coordenada e seletiva destes dispositivos. O modelo é composto por duas funções objetivo que consideram aspectos econômicos e da confiabilidade da rede, e um conjunto de restrições composto por restrições físicas, operacionais e um subconjunto de restrições baseadas em regras práticas das empresas do setor de distribuição e previstas em normas técnicas nacionais e internacionais que estabelecem a especificação, coordenação e seletividade dos dispositivos de controle e proteção instalados na rede. No modelo considera-se a possibilidade de transferência de carga entre alimentadores vizinhos e a operação ilhada da GD. Dessa forma, obtém-se um modelo genérico de programação não linear inteira mista (PNLIM) cujo diferencial com relação a outros modelos matemáticos da literatura é propor que no mesmo processo de otimização seja realizada a alocação otimizada dos dispositivos de controle e proteção na rede juntamente com a coordenação do sistema de proteção. A eficiên-cia do modelo matemático é comprovada comparando-se os resultados obtidos entre dois tes-tes com o auxílio do algoritmo genético (AG) mono-objetivo que considera a ponderação dos objetivos, enquanto que para a solução do modelo multiobjetivo de PNLIM propõe-se o AG multiobjetivo NSGA-II (Nondominated Sorting Genetic Algorithm). A implementação da me-todologia do método proposto foi desenvolvida no ambiente do C++ e foram testados dois sistemas testes, o IEEE-34 barras modificado, e o sistema real de 135 barras da literatura. This paper, presents a new methodology for placing, selecting and specifying the control and the protective devices system of distribution networks with distributed generation (DG). This methodology is based on multiobjective optimization techniques to perform the optimized, coordinated and selective allocation of the control and protective devices. The proposed mathematical model consists of two objective functions that consider economic factors and network continuity indexes. Physical and operational constraints are taken into account, with an emphasis on the set of constraints based on practical rules of distribution utilities defined in international technical standards, which require the specification, coordination, and selectivity of protective devices installed in the network. The possibility of load transfer from neighboring feeders and the islanded DG operation are also considered in the model. In this way, we obtain a generic model of mixed-integer nonlinear programming (MINLP) whose differential in relation to other mathematical models of the literature is to propose, in the same optimization process, the optimized allocation of the control and protective devices in the network along with the coordination of the protection system. The efficiency of the mathematical model is proven by comparing the results obtained in two tests with the aid of the genetic algorithm (GA) while for the solution of the multiobjective MINLP model the NSGA-II multiobjective genetic algorithm (Nondominated Sorting Genetic Algorithm) is proposed. The implementation of the proposed methodology was developed in the C++ environment and two test systems, the modified IEEE-34 buses, and the real 135-bus system were tested. CNPq: 207715/2015-7

Submitted by ANTONIO MISARI RODRÍGUEZ null (antonio4330@gmail.com) on 2017-10-03T11:39:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Mestrado.pdf: 6919936 bytes, checksum: b093314169f27d80cbe2ab33097636a8 (MD5) Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-03T16:33:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodriguez_am_me_ilha.pdf: 6919936 bytes, checksum: b093314169f27d80cbe2ab33097636a8 (MD5) Made available in DSpace on 2017-10-03T16:33:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodriguez_am_me_ilha.pdf: 6919936 bytes, checksum: b093314169f27d80cbe2ab33097636a8 (MD5) Previous issue date: 2017-08-16 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para a gestão eficiente de tarefas de manutenções de redes elétricas de distribuição; otimizando os recursos humanos e materiais, permitindo ações efetivas que preservem a qualidade da energia fornecida ao consumidor, procurando atender deste modo os critérios estabelecidos pelo PRODIST (Procedimento de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional). O problema é tratado como um modelo de otimização multi-objetivo não linear dinâmico misto. No modelo proposto, busca-se minimizar os custos com a realização de tarefas de manutenção em equipamentos e componentes dos sistemas de distribuição e maximizar a confiabilidade dos mesmos, sob as restrições dos índices individuais de continuidade e frequência do fornecimento de energia elétrica (o DIC e o FIC), da disponibilidade de recursos financeiros e de equipes de manutenção, entre outras. A modelagem é totalmente centrada sobre os índices de confiabilidade dos equipamentos e componentes, os quais são avaliados por uma abordagem envolvendo modelos probabilísticos de falhas e sistemas de inferência fuzzy. Para a solução do modelo utiliza-se um algoritmo evolutivo NSGA-II. In this work, the development of a computational tool for the efficient management of maintenance tasks of electrical distribution networks is proposed; optimizing human and material resources, allowing effective actions that preserve the quality of energy supplied to the consumer, thus seeking to meet the criteria established by PRODIST (Procedure for Distribution of Electric Energy in the National Electric System). The problem is treated as a mixed dynamic nonlinear multi-objective optimization model. In the proposed model, it is sought to minimize the costs of performing maintenance tasks on equipment and components of the distribution systems and to maximize their reliability, under the constraints of individual indices of continuity and frequency of electric power supply (DIC and FIC), of the availability of financial resources and maintenance equipment, among others. The modeling is totally focused on the reliability indices of the equipment and components, which are evaluated by an approach involving probabilistic fault models and fuzzy inference systems. For the solution of the model, an evolutionary algorithm NSGA-II is used. CNPq: 159614/2015-5

Submitted by MARCEL CHUMA CERBANTES null (marcel.chuma@gmail.com) on 2017-04-16T19:19:19Z No. of bitstreams: 1 phd_dissertation_marcel_chuma_cerbantes.pdf: 2683152 bytes, checksum: bb2fddaeed33cb6c6ee2f902e3624178 (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-18T17:43:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 chumacerbantes_m_dr_ilha.pdf: 2683152 bytes, checksum: bb2fddaeed33cb6c6ee2f902e3624178 (MD5) Made available in DSpace on 2017-04-18T17:43:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 chumacerbantes_m_dr_ilha.pdf: 2683152 bytes, checksum: bb2fddaeed33cb6c6ee2f902e3624178 (MD5) Previous issue date: 2017-03-09 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para o planejamento da operação de curto prazo de sistemas de distribuição com geração distribuída (GD) considerando uma abordagem probabilística. Uma modelagem sequencial formulada com base na perspectiva das companhias de distribuição (DisCos) é proposta. As decisões operacionais da DisCo são inicialmente otimizadas no estágio de operação day-ahead (DA) e, então, na operação real-time (RT). A operação DA visa maximizar a diferença entre a energia vendida aos consumidores e as compras realizadas no mercado de eletricidade atacadista e da GD, ou seja, os lucros. No estágio RT, busca-se a minimização dos ajustes necessários para acomodar os desvios das quantidades previstas no planejamento DA. Modelos de cargas dependentes de tensão e restrições relacionadas à demanda são explicitamente formulados. A rede é representada através de equações de fluxo de potência AC completo. Propõe-se ainda a incorporação de um mecanismo para precificação nodal de potência reativa. Os modelos resultantes são caracterizados como programas de otimização matemática multiperíodo de grande porte não lineares e não convexos com variáveis contínuas e discretas. Um algoritmo pseudodinâmico baseado na meta-heurística Busca Tabu (BT) é proposto para solução do problema resultante de maneira eficaz, sem linearizações. Os resultados obtidos para alimentadores de distribuição de 69 e 135 barras ilustram a eficiência da metodologia proposta. In this work, we propose a solution solution procedure for the short-term operation planning of distribution systems with distributed generation (DG) considering a probabilistic approach. A sequential formulation based on the distribution company's (DisCo's) perspective is presented. The DisCo’s operational decisions are optimized first in a day-ahead (DA) operation stage, and then in real-time (RT). The DA operation maximizes the difference between the energy sold to customers and the purchases from the wholesale electricity market and distributed generators. In RT, the objective is to minimize the adjustments that are required to accommodate deviations from forecasted quantities. The voltage-sensitiveness of power load injections and demand related constraints are explicitly formulated. The network is modeled using full ac power flow equations. In addition, a nodal-based reactive power pricing mechanism is proposed to be incorporated in the formulation. The resulting models are characterized as large-scale non-linear non-convex mathematical programs with continuous and discrete variables. A pseudo-dynamic Tabu Search (TS)-based solution algorithm is used to tackle the problem in an effective manner, without linearizations. Numerical results from the 69-bus and 135-bus distribution test feeders illustrate the performance of the proposed approach. FAPESP: 2013/13070-7 FAPESP: 2014/22314-0

Submitted by RAUL ALEJANDRO LEVANO VERGARA null (alejandro_rlv15@hotmail.com) on 2017-06-27T00:38:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Raul_Levano_Vergara.pdf: 3282011 bytes, checksum: 7a0737fef022d97d82bf385e0edae6b7 (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-28T19:23:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 levanovergara_ra_me_ilha.pdf: 3282011 bytes, checksum: 7a0737fef022d97d82bf385e0edae6b7 (MD5) Made available in DSpace on 2017-06-28T19:23:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 levanovergara_ra_me_ilha.pdf: 3282011 bytes, checksum: 7a0737fef022d97d82bf385e0edae6b7 (MD5) Previous issue date: 2017-01-16 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para a localização de faltas em alimentadores de distribuição de energia elétrica através do uso de técnicas de análise de redes baseadas na matriz de impedância e circuitos elétricos. A partir de medidas de tensão e corrente na saída do alimentador e medidas de tensão esparsas no alimentador o algoritmo é capaz de identificar e localizar faltas em alimentadores trifásicos radiais ou fracamente malhados, com cargas desequilibradas, ramais laterais trifásicos, bifásicos ou monofásicos e que tenham geração distribuída representada como uma barra de tensão controlada e que possua medidores de tensão. O sistema de diagnóstico e localização de faltas proposto é capaz de auxiliar as concessionárias de energia em sua rotina de trabalho, fornecendo informações importantes para a operação e manutenção dos sistemas elétricos de distribuição de energia, minimizando os tempos de reparos e, consequentemente, obtendo-se menos perdas financeiras devido ao rápido diagnóstico de faltas e restabelecimento das condições normais de operação. Um sistema de distribuição trifásico real de 135 barras, tensão nominal de 13,8 kV e potência nominal de 7,065 MVA foi utilizado para testar o algoritmo proposto, que apresenta resultados satisfatórios, mostrando-se ser um algoritmo eficiente e rápido. In this work, a methodology for fault localization in electric power distribution feeders using network analysis techniques based on the impedance matrix and electric circuits is presented. From the voltage and current measurements at the feeder's output and sparse voltage measurements at the feeder, the algorithm is able to identify and locate faults in three-phase radial or weakly meshed feeders with unbalanced loads, three-phase, biphasic or single-phase lateral branches and that have distributed generation represented as a voltage controlled bar and that have voltage meters. The proposed fault diagnosis and fault localization system is capable of assisting electric power concessionaires in their work routine, providing important information for the operation and maintenance of electrical distribution systems, minimizing repair times and, consequently, with less financial losses due to the rapid diagnosis of failures and the restoration of normal operating conditions. A real three-phase 135-bar distribution system, nominal voltage of 13.8 kV and nominal power of 7,065 MVA was used to test the proposed algorithm, which presents satisfactory results, proving to be an efficient and fast algorithm.

Submitted by RODRIGO RODRIGUES DA CUNHA PAIVA null (rodrigorcp@hotmail.com) on 2017-01-27T17:19:53Z No. of bitstreams: 1 Tese_Rodrigo_Paiva.pdf: 2424828 bytes, checksum: 304f20862a283a2556f7f0f3576eb60e (MD5) Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-31T15:33:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paiva_rrc_dr_ilha.pdf: 2424828 bytes, checksum: 304f20862a283a2556f7f0f3576eb60e (MD5) Made available in DSpace on 2017-01-31T15:33:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paiva_rrc_dr_ilha.pdf: 2424828 bytes, checksum: 304f20862a283a2556f7f0f3576eb60e (MD5) Previous issue date: 2016-12-09 O planejamento de sistemas de distribuição consiste em encontrar uma configuração otimizada, a um baixo custo, que permita manter a qualidade e confiabilidade do fornecimento de energia. Fontes de Geração Distribuída (GD) quando inseridas na rede alteram as suas características físicas e operacionais e tornam o problema de planejamento de curto prazo mais complexo para ser resolvido. Portanto, é importante desenvolver ferramentas computacionais eficientes para reduzir custos e o tempo na tomada de decisão para o setor de planejamento das empresas, indicando onde, quando e quais os tipos de componentes devem ser instalados e/ou substituídos nas redes de distribuição na presença de fontes de GD. Neste trabalho propõe-se uma metodologia para o planejamento de curto prazo para alocação das fontes de GD do tipo eólica (considerando as incertezas presentes neste tipo de fonte primária de energia), alocação de bancos de capacitores, dispositivos de proteção e controle, bem como a possibilidade de recondutoramento e troca de estruturas da rede de distribuição, mantendo-se os índices de qualidade para o fornecimento de energia dentro dos padrões estabelecidos pela agência reguladora. O problema de planejamento de curto prazo é formulado como um modelo de programação inteira multiobjetivo, o qual consiste em minimizar os custos de investimento e perdas técnicas na rede (energia não suprida e perdas ôhmicas nos condutores) e está sujeito a restrições físicas, econômicas e operacionais. Este problema é resolvido através de um algoritmo genético multiobjetivo baseado no Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II), e a metodologia proposta e implementada foi testada em um sistema de distribuição real de 135 barras, e os resultados obtidos mostram eficácia e robustez da metodologia proposta. The planning of distribution systems consists of finding an optimized configuration, at a low cost, which allows to maintain the quality and reliability of the power supply. Distributed Generation (DG) sources, when inserted into the network, change their physical and operational characteristics and make the short-term planning problem more complex to be solved. Hence, it is important to develop efficient computational tools aiming to reduce costs and the impact of time limits on decision making for the utility planning sector, indicating where, when and what types of components should be installed and / or replaced in distribution networks in the presence of sources. Accordingly, this work proposes a new methodology for the short-term planning which considers the allocation of wind-type DG sources (considering the uncertainties present in this type of primary energy source capacitor banks, protection and control devices, as well as the possibility of reconnecting and exchanging structures of the distribution network, maintaining the quality indices for the supply of energy within the standards established by the regulatory agency. The short-term planning problem is formulated as an integer multiobjective programming model, which consists of minimizing the investment costs and technical losses in the network (energy not supplied and ohmic losses in the conductors) by subjecting to physical, economic and operational constraints. Thus, this problem is solved here by using a multiobjective genetic algorithm based on the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II). In order to testthe proposed methodology, a real distribution system, containing 135-buses, is implemented and analyzed. In short, the obtained results demonstrate its efficacy and robustness in light of the proposed methodology.

Submitted by WALDEMAR PEREIRA MATHIAS NETO null (waldemarmathias@gmail.com) on 2016-10-04T02:26:06Z No. of bitstreams: 1 MATHIAS-NETO-TESE-2016.pdf: 2428868 bytes, checksum: 0bbed2a47b06389d32f691db8e5364cd (MD5) Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-07T13:22:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mathiasneto_wp_dr_ilha.pdf: 2428868 bytes, checksum: 0bbed2a47b06389d32f691db8e5364cd (MD5) Made available in DSpace on 2016-10-07T13:22:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mathiasneto_wp_dr_ilha.pdf: 2428868 bytes, checksum: 0bbed2a47b06389d32f691db8e5364cd (MD5) Previous issue date: 2016-08-05 Fundação de Ensino, Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) Os modernos sistemas aéreos de distribuição de energia elétrica são projetados para operar com altos índices de confiabilidade. Todavia, interrupções de fornecimento podem ocorrer a qualquer momento e causadas pelos mais diversos fatores, tais como, vendavais, árvores, ou ainda, colisão de veículos com a rede. Portanto, para garantir o mínimo impacto destas interrupções nos índices de confiabilidade da rede, áreas sem fornecimento devem ser reenergizadas tão rá- pido quanto possível. Este processo de reenergização do sistema é comumente denominado restauração. O principal objetivo do processo de restauração é restabelecer o maior número de cargas, no menor intervalo de tempo possível, por meio de uma sequência de aberturas e fechamentos de chaves de manobras. A existência de um conjunto de chaves seccionadoras estrategicamente posicionadas na rede permite que a estrutura malhada dos sistemas de distribuição opere com topologias radiais. Portanto, a execução de uma sequência de manobras é capaz de alterar a topologia radial da rede e restabelecer as cargas previamente sem fornecimento de energia. Este trabalho propõe uma nova metodologia para solução do problema de restauração de sistemas de distribuição de energia elétrica baseado no uso conjunto da meta-heurística de busca tabu, a representação nó-profundidade (RNP) e seus operadores PAO e CAO. Os operadores da RNP são empregados para originar a vizinhança da meta-heurística de busca tabu. Um novo operador foi introduzido e alterações nos demais operadores foram realizadas para possibilitar soluções factíveis em sistemas com alto carregamento. O problema é formulado através de um modelo não linear inteiro misto e considera a minimização dos custo da interrupção não programada como objetivo do problema. Os limites operacionais da rede são avaliados durante o intervalo previsto para a rede permanecer no estado restaurativo. Estes limites caracterizam as restrições do problema. Ao modelo matemático foi incluído a geração distribuída e cargas remotamente controladas como ferramentas de apoio à restauração. Os geradores distribuídos são modelados através de curvas horárias de geração, em função de sua tecnologia, e as cargas são modeladas através de curvas que consideram o perfil de consumo. Adicionalmente, cargas controladas termostaticamente também foram incluídas ao modelo. Por fim, a técnica de solução proposta é avaliada através de um sistema teste baseado no sistema de distribuição IEEE de 37 barras em oito diferentes cenários. Os resultados obtidos indicam a viabilidade da metodologia para a solução do problema de restauração de sistemas de distribui- ção. The modern overhead power distribution systems are designed to operate with high reliability indices. However, power outages may occur at any time and caused by several factors, such aswindstorms, trees or vehicle collision with the network. Therefore, to ensure minimal impact of these interruptions in network reliability indices, out-of-service areas, which are not affected by the permanent fault, should be re-energized as fast as possible. The process of system reenergizing is called restoration. The main purpose of restoration process is to restore the largest amount of load, as fast as possible, through a sequence of switching actions. The existence of several switchgears, strategically allocated in the network, allows the meshed distribution systems work with radial topologies. Therefore, performing a sequence of maneuvers, automatically or manually, may change the radial grid topology and restore the loads previously without a power supply. This work proposes a new methodology to solve the distribution system restoration problem based on the joint use of tabu search meta-heuristic, the node-depth encoding (NDE) and its operators (PAO and CAO). The NDE operators are used to buid the neighborhood of tabu search meta-heuristic. A new operator was introduced and changes in other operators were carried out to allow feasible solutions in systems with heavy loading. The proposed mathematical model minimize the cost of unscheduled outage aim of the problem. The problem of restrictions are characterized by the operating limits of the network and evaluated periodically while the network remains in the restorative state. Additionally, the use of distributed generation and controlled remotely loads are considered to support the restoration tools. The problem is formulated as a nonlinear mixed-integer model. The main goal is minimize the cost of unscheduled interruption. The operating limits of the network are evaluated while it remains in the restorative state.. These limits characterize the constraints of the problem. At the mathematical model was included distributed generation and loads remotely controlled as support tools. The distributed generators are modeled by its hourly curves and the loads are modeled through curves with their consumption profile. Additionally, controlled thermostatically loads were also included into the mathematical model. Finally, the proposed solution is evaluated through a modified test system based on the IEEE 37-bus feeder test system. Eight different scenarios was evaluated. The results indicate the feasibility of the methodology to solve the distribution systems restoration problem. FEPISA: 011/2011

Made available in DSpace on 2016-09-27T13:40:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-26. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-27T13:45:21Z : No. of bitstreams: 1 000868828.pdf: 1398254 bytes, checksum: b44031133d83ed0f7078fb32d0787427 (MD5) Neste trabalho, propõe-se um algoritmo baseado na meta-heurística busca tabu para o problema de restauração de redes de distribuição de energia elétrica radiais com geração distribuída, considerando como sistema de codificação uma estrutura denominada representação nó-profundidade (RNP). O problema é modelado como não linear inteiro misto e considera os principais objetivos da restauração de redes de distribuição: minimizar número de consumidores sem fornecimento de energia elétrica e o número de chaveamentos. Propõe-se, também, uma sequência lógica de chaveamentos que garante os aspectos operacionais. O algoritmo desenvolvido foi implementado em linguagem de programação C++ e testado em sistemas de distribuição de 136 e 7052 barras This work proposes a methodology based in the meta-heuristic tabu search to distribution power system restoration considering distributed generators installed on the system, using the encoding system node depth representation. The problem is established as a mixed-integer nonlinear programming taking into account the mainly goals: to minimize both the number of consumers without supply and the number of switching. This work also proposes a logic sequence of switching operations, taking care of operational issues. The proposed algorithm was implemented in C++ programming language and tested in a 136 and a 7052 bus distribution systems

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-21. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:33Z : No. of bitstreams: 1 000842739.pdf: 2853860 bytes, checksum: e865f5bbf60a5ebbea741caed7414898 (MD5) Nos estudos de planejamento da operação de sistemas de energia elétrica a formulação e solução dos problemas de despacho econômico-ambiental e multi-área são considerados dois problemas de otimização desafiadores. Neste trabalho propõem-se dois novos modelos matemáticos que visam contribuir e contornar algumas desvantagens dos modelos existentes na literatura para os problemas de fluxo de potência ótimo ativo-reativo econômico- ambiental (FPOAREA), e uma formulação integrada para problema multi-área (FPOAREA- MA). No FPOAREA propõe-se uma formulação eficaz para obter um compromisso adequado entre os custos de geração e de emissão, através de um paradigma baseado em normalização inequívoca (PBNI). Ao contrário dos métodos comumente utilizados, que são principalmente aplicáveis a problemas de FPO simples (despacho econômico, despacho econômico com restrições de segurança, etc.), na abordagem PBNI, ao invés de usar um custo do controle da poluição com base na potência máxima (CCPBPM), utiliza-se um custo de controle adaptativo da poluição (CCAP), que representa o custo de controle baseado na topologia atual de operação da rede. A principal contribuição desse paradigma é utiliza a teoria da normalização para o FPO econômico-orientado, o FPO ambiental-orientado, e até mesmo para o fator CCAP. No modelo proposto para o FPOAREA-MA em vez de usar metodologias de decomposição descritas na literatura que têm várias desvantagens e problemas de coordenação, uma formulação integrada que considera as restrições ambientais é proposta. Esta formulação integrada foi desenvolvida com base nos conceitos de modelos centralizados e descentralizados. Este modelo pode ser facilmente resolvido através de solvers comerciais e a sua resposta é precisa, e os resultados obtidos podem ser usados em mercados de eletricidade, planejamento de linhas de interconexões entre sistemas vizinhos, etc. Para mostrar... In a power system, the economic and emission dispatch and multi-area-based problems are considered as the two most challenging optimization problems. This work presents two novel mathematical models to address some drawbacks of the existing models in the domain of the aforementioned problems, including an economic and emission active- reactive optimal power flow (AROPF), and an integrated formulation for multi-area environmentally-constrained AROPF. In order to obtain an effective formulation to make an appropriate compromise between cost and emission, an unequivocal normalization-based paradigm (UNBP) is presented that solves the dynamic economic and emission AROPF problems. Unlike the commonly used methods, which are mostly applicable to simple OPF problems (economic dispatch, security-constrained economic dispatch, etc.), in the UNBP approach, rather than using a maximum output-based pollution control cost (MOPCC), an adaptive pollution control cost (APCC) is employed, which is a topology-based control cost is used. The main contribution of this paradigm is to make use of the normalization theory for the economic- oriented OPF, the environment-oriented OPF, and even for the APCC factor. In addition, in this work a multi-area active-reactive optimal power flow (MA- AROPF) is proposed. In the MA-AROPF model, instead of using decomposition methodologies that have several disadvantages and shortcomings, an integrated formulation that considers the environmental constraints is proposed. This integrated formulation has been created based on the concepts of centralized and decentralized models. This model can be easily solved via commercial solvers and because of its precise answer, it can be used in electricity markets, tie line planning, etc. In order to show the easy implementable characteristic of the MA-AROPF, it is applied on a tie line planning problem. In this work, in order to obtain optimal tie lines, the planning is performed under ...

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-19. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:06Z : No. of bitstreams: 1 000835910.pdf: 3667690 bytes, checksum: 92c1f352db880f910375264940dd3859 (MD5) Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de gerenciamento de energia avançado para operar a smart grid, que é constituída pela interseção do sistema elétrico com as tecnologias de comunicação e informação. Atualmente existem diversos estudos relacionados à smart grid e isso pode gerar dúvidas sobre o conceito de projeto da smart grid. Para evitar eventuais dúvidas, na primeira parte deste trabalho, é apresentada uma introdução contendo as novas tecnologias usadas na smart grid bem como uma descrição da padronização desse novo conceito de projeto. A partir do padrão de projeto, foi possível destacar e desenvolver cada componente do sistema de gerenciamento de energia avançado. Os componentes lógicos, que exigem recursos da tecnologia de informação, foram elaborados e implantados em um sistema computacional, já os equipamentos físicos de comunicação e do sistema elétrico foram meticulosamente emulados. A simulação dos equipamentos elétricos foi fundamentada no algoritmo de fluxo de potência probabilístico que permitiu tanto a flutuação de carga quanto a atuação do mercado de energia. As condições de falta também foram consideradas no simulador de equipamentos elétricos fornecendo dados de medições elétricas para outros componentes do sistema de gerenciamento de energia. Um desses componentes é o algoritmo de estimação de estados que produz o estado da rede de distribuição usando os dados de medição. Estes estados produzidos pelo estimador de estados são entradas das funções avançadas do sistema de gerenciamento de energia como as ferramentas de coloração dinâmica e localização de perdas não técnicas. Todas as metodologias propostas neste trabalho foram avaliadas e os resultados numéricos demonstram sua eficiência This work aims the development of an advanced energy management system to operate the smart grid that comprises the intersection of electrical power system with communication and information technologies. There are, currently, many studies related to the smart grid, which can produce doubts about the smart grid design concept. These doubts are clarified in the first part of this work where novel technologies of smart grid are presented besides the description of the standardization of smart grid design concepts. The use of the smart grid design standard allows identifying and developing all components of the advanced energy management system. The logical components, which require resources of information technology, were developed and implemented in a computational environment, while the physical devices of communication and power systems were meticulously emulated. The electrical devices emulation is based on the probabilistic power flow algorithm that permits both the load fluctuation and the energy market influence. The electrical devices simulator also supports contingency conditions as well as provides electric measurement data to other components of the energy management system. One of these components is the state estimation algorithm that produces the distribution network state using the measurement data. Network states produced by the state estimator are employed in advanced functions of the energy management system like the dynamic coloring, location of non-technical losses and self-healing applications. All proposed methodologies, in this work, were assessed and numerical results demonstrated their efficiencies

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-22Bitstream added on 2015-05-14T16:58:48Z : No. of bitstreams: 1 000825243.pdf: 1012739 bytes, checksum: 8d886a62545f4312c83a0776894e8252 (MD5) Neste trabalho, o problema de planejamento ótimo de reativos é formulado e resolvido como um problema de otimização convexo multi-período estocástico de dois estágios para sistemas elé- tricos de potência multi-área. O modelo clássico de planejamento de reativos não linear inteiro misto é reformulado como um modelo cônico convexo inteiro misto multi-período conside- rando os taps dos transformadores com controle de taps como variáveis inteiras. No contexto dos sistemas multi-área, o problema é resolvido de forma descentralizada através de relaxação lagrangiana, dividindo o problema multi-área em subproblemas associados a cada área. Os operadores dos sistemas de transmissão de cada área resolvem os seus subproblemas de forma coordenada com as áreas adjacentes mantendo a confidencialidade dos dados dos seus sistemas, trocando apenas informações das barras de fronteiras. Na formulação estocástica, a demanda em cada área é considerada como parâmetro aleatório através de uma função de distribuição Normal, e os cenários são gerados para cada período através da técnica de amostragem Latin Hypercube. A quantificação da presença das incertezas no sistema elétrico é realizada atra- vés do cálculo dos valores característicos dos parâmetros incertos. Além disso, o problema de planejamento de reativos estocástico é formulado também como um problema de programação multiobjetivo que otimiza a função de custos totais de expansão e a função de risco de corte de carga que é modelada através do regret, considerando limites nos investimentos relacionados com os custos fixos de alocação de novas fontes. A metodologia baseada na restrição- ε é uti- lizada para a solução do problema multiobjetivo. Finalmente o trabalho proposto é analisado e avaliado através de testes e simulações usando o sistema de potência real Sul Sudeste Brasileiro e o sistema de ... In this work, the reactive power planning problem is modeled and solved as a two stage sto- chastic multi-period convex optimization problem in multi-area power systems. The classical mixed integer reative power planning model is reformulated as a multi-period conic convex mi- xed integer model considering the taps of transformers as integer variables. In the multi-area power system context the problem is decentralized by lagrangian relaxation, decomposing the multi-area problem in subproblems associated with each area. The transmission system opera- tors in each area solve their subproblems in coordination with adjacent areas while maintaining the confidentiality of their power system data, only exchanging boundary buses information. In the stochastic formulation, demand uncertainty in each area is considered by a Normal distribu- tion function, and the scenario generation in each period is made through the efficient technique Latin Hypercube sampling. The uncertainty presence at the problem is analyzed by computing the values that quantify the importance of that parameters. Moreover, the stochastic reactive power planning problem is formulated as a multiobjective mathematical programming problem optimizing the expansion costs function and load shedding risk function that is modeled by regret, considering the fix cost budget limit. A ε -constraint methodology is used to solve the multiobjective mathematical programming problem. Finally the obtained solutions from propo- sed problem are analyzed using the real equivalent South and Southeast Brazilian power system and the IEEE-118 test power system

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-29Bitstream added on 2014-12-02T11:20:52Z : No. of bitstreams: 1 000800639.pdf: 1755712 bytes, checksum: 56e511489d8ecd9972c1caff23611a8c (MD5) Neste trabalho apresenta-se um algoritmo numérico de proteção diferencial de transformadores de potência. Neste algoritmo tem-se como principal objetivo a busca por uma eficiente discriminação entre correntes de faltas e correntes de magnetização, também conhecidas como correntes de inrush, que podem provocar a atuação indevida do relé diferencial. A transformada wavelet é utilizada para discriminar correntes de faltas de correntes de inrush utilizando o princípio de conservação de energia presente na análise multirresolução para esse tipo de transformada. O algoritmo numérico foi desenvolvido no MATLAB e a simulação do circuito elétrico usado como teste é realizada em software ATP/EMTP pela sua já consolidada utilização e confiabilidade de resultados quando se dispõe de dados técnicos reais de sistemas elétricos de potência. As simulações e resultados apresentados indicam que a técnica desenvolvida mostra-se eficiente de acordo com os comportamentos esperados de relés de proteção típicos In this work it is presented a numerical algorithm for transformer differential protection. The principal objective of this algorithm is the search of an efficient distinction between fault currents and magnetization currents, also known by inrush currents that can induce false tripping of differential relays. The wavelet transform is used to discern fault currents from inrush currents, using the energy conservation principle that is available in this kind of transform. The numerical algorithm was developed in the software MATLAB and the electric circuit, used as a test, is simulated in software ATP/EMTP due to its already consolidated use and reliability of results when real technical data from power electric systems are available. The presented simulations and results indicates that the developed technique is shown efficient according to typical protection relay behaviours

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-16Bitstream added on 2014-12-02T11:20:52Z : No. of bitstreams: 1 000800797.pdf: 2128856 bytes, checksum: cc64da39a86a1aa9e5dd1a5341897045 (MD5) A linha de transmissão é uma componente essencial do sistema elétrico de potência e a sua proteção é necessária para garantir o funcionamento contínuo e estável da rede. Um sistema de proteção adequado deve reunir de forma confiável e segura diferentes funções de proteção. Neste trabalho é adotada a proteção piloto, transferência de trip de sobre alcance permissivo para linhas de transmissão de extra-alta tensão (EAT). Esta proteção utiliza funções de sobrecorrente para retaguarda de faltas fase-terra e funções de distância para faltas entre fases. Um método inteligente foi desenvolvido para realizar a coordenação de relés de sobrecorrentes e de distância para sistemas malhados, assim como a modelagem de relés numéricos com a inserção de controladores nebulosos desenvolvidos em MODELS para serem inseridos no ATP (AlternativeTransientProgram). A metodologia proposta consiste em coordenar de forma ó-tima estes relés em sistemas de transmissão, para isto utiliza-se um algoritmo genético dedi-cado. Além disto, é desenvolvido o projeto de um controlador nebuloso que agregado ao relé numérico auxilia na proteção e na tomada de decisões independente das condições operacio-nais do sistema – topologia e níveis de carregamentos. Os resultados representam tempos de coordenação reduzidos quando comparados com outras técnicas. A presença do controlador auxilia o relé na tomada de decisões contribuindo para a confiabilidade do projeto de proteção The transmission line is a component essential to power systems and your protection its es-sential to ensure a stable and continuous network operation. A appropriate protection system must collect securely and trustily different protection functions. In this work a pilot protectio-nis used, a permissive overreaching transfer trip for extra high voltage lines. This structure uses directional overcurrent relays as backup protections against phase-earth faults and dis-tance relays for phase-phase faults. A intelligent method was developed for mesh networks to coordination relays, as modeling of numerical relay with fuzzy control using MODELS lan-guage to be inserted in ATP (Alternative Transient Program). The proposedmethodology rea-lizes an optimal coordination for all relays in the transmission network. To get this a genetic algorithm is developed. In addition, a fuzzy control is designed in numeric relay, this tool helps the relay on decisions independent of topology changes or different load levels that makes the pilot protection an adaptive protection

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-25Bitstream added on 2014-11-10T11:58:00Z : No. of bitstreams: 1 000794391.pdf: 7637737 bytes, checksum: 4f54338db74e09199571ffee2a2bbee7 (MD5) Neste trabalho, a programação de tarefas de manutenções preventivas para componentes e equipamentos de sistemas de distribuição de energia elétrica, com foco na confiabilidade dos sistemas, é tratada como um problema de otimização multiobjetivo não linear, restrito, fuzzy,binário e dinâmico. No modelo proposto, busca-se minimizar os custos com a realização de manutenções em equipamentos e componentes dos sistemas de distribuição e maximizar a confiabilidade dos mesmos, sob as restrições de índices de continuidade e frequência do fornecimento de energia elétrica, o DIC e o FIC, da disponibilidade das equipes de manutenção, entre outras. A modelagem é totalmente centrada sobre os índices de confiabilidade dos equipamentos e componentes, os quais são avaliados por uma abordagem envolvendo modelos probabilísticos de falhas e sistemas de inferência fuzzy. Para a solução do modelo utiliza-se um algoritmo evolutivo NSGA-II. A metodologia proposta foi testada em três alimentadores, individualmente, e com um sistema maior composto por esses três alimentadores, todos pertencentes a uma empresa de distribuição de energia elétrica do estado de São Paulo. Os resultados obtidos mostram a capacidade da metodologia de alocar manutenções em seções consideradas prioritárias e de convergir para uma fronteira de Pareto de soluções de qualidade. Também mostram a grande influência da probabilidade de falhas das linhas elétricas, mais especificamente, do conjunto de componentes que suportam os cabos de rede, como cruzetas, isoladores, entre outros; sobre a confiabilidade dos sistemas e, consequentemente, sobre a alocação de manutenções In this work, the scheduling of preventive maintenance tasks in components and equipment of electric power distribution systems, centered on system reliability is treated as a multiobjective nonlinear optimization, binary, dynamic and restricted problem. A pseudo-index of system unreliability and the costs of preventive maintenance programs are the conflicting objectives of the model proposed. The constraints considered in this modeling are the limits of the service continuity indicators (DIC - Individual Interruption Duration per Consumer unit and FIC - Interruption Frequency individual per Consumer unit) for each set of customers, the availability of maintenance crews and the limits for equipment maintenance. The modeling is focused on the equipment and components reliability indices. These indices are evaluated by an approach involving probabilistic fault models and inference fuzzy system. To solve the model is proposed an evolutionary algorithm NSGA-II. The proposed methodology was tested in three feeders, individually, and on a larger system composed of these three feeders, all belonging to an electricity distribution company in the state of São Paulo. The obtained results show the capacity of the methodology to allocate maintenance in sections considered priority and to converge for a frontier of Pareto with quality solutions. The results also show the great influence of the failure probability of power lines, more specifically, the set of components that support network cables such as crossarms, insulators, among others; about the reliability of the systems and, consequently, on the allocation of maintenance

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-21Bitstream added on 2014-11-10T11:57:58Z : No. of bitstreams: 1 000794283.pdf: 7208938 bytes, checksum: 1b544d878aece0ee249ef10a5642c261 (MD5) Neste trabalho o problema de Planejamento de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (PSDEE) de Média Tensão é formulado em três modelos de programação não linear inteiro misto (PNLIM). O primeiro modelo realiza o planejamento estático de curto prazo que consiste em definir quais linhas serão instaladas e/ou recondutoradas e quais subestações serão construídas e/ou repotencializadas permitindo reconfigurar a rede já existente. Nesse contexto, o modelo matemático é mono-objetivo e minimiza custos de instalações de novos equipamentos e custos com operação do sistema sujeitos a um conjunto de restrições físicas, operacionais e econômicas. O segundo modelo é multiestágios e realiza o planejamento dinâmico de longo prazo considerando as mesmas ações de planejamento do modelo estático, mas define quando essas ações serão executadas. O terceiro modelo é multiobjetivo, além de realizar o planejamento dinâmico de longo prazo em diferentes estágios considerando custos de investimentos e operação inclui custos de confiabilidade da rede expressos em termos da energia não suprida. Para solução destes modelos são propostos diferentes versões do algoritmo de busca dispersa (BD), sendo duas mono-objetivo adaptadas para a solução dos modelos estáticos de curto prazo e dinâmico de longo prazo e a terceira multiobjetivo. A BD é uma técnica de busca evolucionária com estrutura flexível que permite o desenvolvimento de diversas implementações, com diferentes graus de complexidade. Como contribuição são detalhadas todas as etapas fundamentais do algoritmo na aplicação dos três modelos do problema de PSDEE utilizando o algoritmo de codificação sequencial aditiva e uma heurística para a seleção eficiente de condutores. O método é calibrado usando um sistema teste da literatura de 54 barras através de diversas simulações. A BD mostra-se competitiva ... In this work the problem of Planning Electric Power Distribution Systems (PEPDS) of Medium Voltage is formulated in three mixed integer nonlinear programming (MINLP) models. The first model performs the static short-term planning that is to determine which lines will be installed and/or reconductive and substations which will be built and/or allowing repotentiated reconfigure the existing network. In this context, the mathematical model is mono objective and minimizes installation costs of new equipment and operating costs of the system subject to a set of physical, operational and economic constraints. The second model is multistage and performs dynamic long-term planning based on the same actions in planning the static model, but it defines when these actions are performed. The third model is multi objective, and it perform the dynamic long-term planning at different stages of considering investments and operating costs that it includes costs of network reliability expressed in terms of unserved energy. This way to solve these models are proposed different versions of Scatter Search (SS) algorithm, two adapters for the solution of static models of short term and long term dynamic multi objective mono, and third goal. The BD is an evolutionary search technique with a flexible structure which allows the development of diverse implementations of changeable degrees of complexity. As detailed contribution are all key steps of the algorithm in the application of the three models of the problem PEPDS using the additive sequential encoding algorithm and a heuristic for efficient selection of drivers. The method is calibrated using a testing systems of 54 buses through various simulations literature system. SS is exposed presenting optimal competitive good quality solution for mono objective to multi objective models and model. It is capable of finding a set of efficient solutions with commitment ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-30Bitstream added on 2014-06-13T19:28:06Z : No. of bitstreams: 1 rupolo_d_me_ilha.pdf: 1818136 bytes, checksum: 666bb79c31569f91ad006d6801bf47c0 (MD5) Neste trabalho propõe-se um algoritmo baseado na meta-heurística busca dispersa para o problema de reconfiguração de redes de distribuição de energia elétrica radiais, considerando como sistema de codificação uma estrutura denominada representação nó profundidade (RNP). O problema é modelado como não linear inteiro misto e considera como objetivo principal minimizar as perdas de potência ativa nos alimentadores do sistema de distribuição. Utiliza-se neste trabalho o modelo de cargas com potência constante, como também o modelo exponencial de cargas. O algoritmo proposto é implementado em linguagem de programação C++ e testado em quatro sistemas conhecidos na literatura, 14, 84, 136 e 202 barras. A partir dos resultados obtidos, verifica-se o bom desempenho do algoritmo, pois é capaz de gerar soluções de boa qualidade atendendo a todas as restrições físicas e operacionais do problema. This work proposes a scatter search algorithm to solve the electric power distribution system reconfiguration problem, considering the encoding system node depth representation. The problem is a mixed-integer nonlinear programming and the objective is to minimize the real power losses in the distribution system. It is used in the work load model with constant power, but also exponential model load. The proposed algorithm is implemented in C + +. The validity of the methodology is verified through four commonly case studies such as 14, 84, 136 and 202 bus system. Results show the effectiveness and good performance of the proposed algorithm, where it obtains the good quality solution satisfying the operational and physics constraints of problem.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-16Bitstream added on 2014-11-10T11:57:57Z : No. of bitstreams: 1 000793230.pdf: 13516031 bytes, checksum: 846f3aa24c401d26155a8d081af6e130 (MD5) Partes das interrupções no fornecimento de energia elétrica são causadas pelo contato das extremidades da vegetação com os elementos do sistema, prejudicando a confiabilidade e a qualidade dos sistemas de distribuição. Aumento nos custos com não fornecimento de energia elétrica e com manutenções corretivas são consequências da ausência de planos para realização da manutenção da vegetação. A necessidade de manter o fornecimento de energia elétrica e consequentemente o aumento da confiança do sistema de distribuição é o foco para modelos de programação centrados no aumento da confiabilidade a baixo custo.Neste trabalho é proposto um modelo matemático de programação binária dinâmica multiobjetivo para o problema de manutenção preventiva da vegetação sob um sistema de distribuição de energia elétrica. O modelo de otimização contempla a minimização de três objetivos: custos com energia não suprida devido às falhas relacionadas com a vegetação, custos com manutenções - poda ou remoções de árvores, e um indicativo de inconfiabilidade do sistema devido à continuidade do serviço baseado no índice FEC (Frequência Equivalente por Consumidor). A confiabilidade dos alimentadores é determinada através de modelos probabilísticos como um processo renovável, considerada no modelo matemático como um índice de inconfiabilidade devido à vegetação. A metodologia de solução proposta é o algoritmo multiobjetivo NSGA-II, implementado em linguagem de programação C++, obtendo-se um conjunto de soluções não dominadas, que tende a convergir para frente ótima de Pareto. Esta metodologia foi testada em um sistema de distribuição real composto por 25 alimentadores de uma cidade de médio porte. Parts of interruptions in electricity supply are caused by contact with the edges of the vegetation system elements, impairing the reliability and quality of distribution systems. Increased costs with no electricity supply and corrective maintenance are the consequences of the absence of plans for carrying out the maintenance of vegetation. The need to maintain the supply of electricity and consequently the increased confidence of the distribution system is the aim of programming models focused on increasing the system reliability at the low cost. This work propose a mathematical model of dynamic multi-objective binary programming problem for preventive maintenance of vegetation under a system of power distribution. The optimization model contemplates to minimize three objectives such as cost of unserved energy due to failures related to the vegetation, maintenance costs such as pruning or removal of trees, and an indication of system unreliability due to continuity of service based on FEC (Equivalent Frequency for Consumer). The reliability of the feeders is determined using probabilistic models as a renewable process, considered in the mathematical model as an unreliability index. The solution methodology is proposed a multi-objective algorithm NSGA-II implemented in the programming language C++, obtaining a set of non-dominated solutions among themselves, which tends to converge to Pareto optimal front. This methodology is tested on a real distribution system of a medium sized city.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-16Bitstream added on 2014-06-13T19:00:47Z : No. of bitstreams: 1 ruizflorez_ha_dr_ilha.pdf: 765375 bytes, checksum: a31eeace4b995b6afc0e32c135da6263 (MD5) Neste trabalho é apresentado um Estimador de Estado para Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica desbalanceados que usa uma nova formulação do método de fluxo de carga de varredura Distflow junto com o método dos Mínimos Quadrados Ponderados para determinar o ponto de operação mais provável do sistema. Através desta formulação, é possível modelar facilmente as medidas de magnitude de corrente, assim como as medidas convencionais de magnitude de tensão, as injeções e os fluxos de potências ativa e reativa. Adicionalmente, é definido um novo conjunto de variáveis de estado que permite reduzir o número de incógnitas do problema e, portanto, reduzir o número de medidas necessárias para realizar a estimação de estado. Assim, o estimador de estado proposto busca demonstrar que, mediante o uso da nova formulação, é possível determinar satisfatoriamente o ponto de operação dos Sistema de Distribuição de Energia Elétrica com altos níveis de automação, usando um plano de medições com um número baixo de pseudomedidas. A metodologia proposta é testada e analisada através dos sistemas IEEE-37 e IEEE-123 disponíveis na literatura. This work presents a State Estimation method for Unbalanced Power Distribution Systems, using a novel Distflow equations and the Weighted Least Squares method, in order to obtain the most likely state of the network. Through this formulation, it is possible to consider the line current magnitude measurements, as well as, conventional measurements: bus voltage magnitudes, bus power injections and line power flows. In addition, a new set of state variables is defined, which allows to reduce the number of variables, therefore, to reduce the number of measurements needed for state estimation analysis. The proposed state estimator deal to demonstrate that using the novel formulation is possible to successfully determine the operating conditions of a Power Distribution System with high level of automation, using a set of measurements with a low number of pseudomeasurements. The proposed methodology is tested on the IEEE-37 bus system and the IEEE-123 bus system available in the literature.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-25Bitstream added on 2014-06-13T21:01:24Z : No. of bitstreams: 1 biscaro_aap_dr_ilha.pdf: 3362347 bytes, checksum: 291075977b505bee42d5b968b8f631c6 (MD5) Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para a localização e diagnóstico automático de faltas em alimentadores de distribuição de energia elétrica através do uso combinado de técnicas de análise de redes, processamento de sinais e sistemas inteligentes. Foram desenvolvidos algoritmos capazes de detectar, classificar e localizar no tempo e espaço, os eventos de qualidade de energia. O procedimento contínuo de detecção de distúrbios é realizado através de análises estatísticas diretas e multinível dos sinais de correntes no domínio wavelet, registrados na subestação. As principais características, ou índices comportamentais, dos sinais das correntes e tensões são extraídas empregando-se a transformada wavelet discreta, a análise multirresolução e o conceito de energia do sinal. Estes índices correspondem aos vetores de entrada de um conjunto de redes neurais ARTMAP Fuzzy independentes, que tem por finalidade estimar o tipo de falta e quais eventos de qualidade de energia estão presentes no sinal amostrado. Os padrões de entrada destas redes são compostos pela energia dos coeficientes dos quatro primeiros níveis de detalhes e aproximações dos sinais de tensão e corrente e, na saída dessas redes, como resposta, tem-se o código do tipo de distúrbio e as fases envolvidas no problema. A localização do distúrbio é realizada após o processo de classificação, sendo que a técnica de localização de faltas proposta aplica-se a alimentadores trifásicos radiais ou fracamente malhados, com cargas desequilibradas, ramais laterais trifásicos, bifásicos ou monofásicos e que possam apresentar geração distribuída. O sistema de diagnóstico e localização de faltas proposto neste trabalho é capaz de auxiliar as concessionárias de energia em sua rotina de trabalho, fornecendo informações importantes para... This work presents a methodology for automatic diagnosis and fault location on electric power distribution systems through the combined use of modern techniques of network analysis, signal processing and, intelligent systems. Some algorithms were developed aiming to detect, classify and locate in time and space the power quality disturbances. The continuous process of detecting these disturbances is accomplished through statistical analysis and direct current multilevel signal analysis in wavelet domain, recorded in the substation. The main characteristics, or behavioral indices, of the current and voltage signals are extracted employing the discrete wavelet transform, multiresolution analysis and the concept of signal energy. These indexes correspond to the input vectors of a number of independent Fuzzy ARTMAP neural networks, which aim to estimate the fault type and the power quality events that are present in the sampled signal. The input patterns of these networks are composed by energy coefficients of the first four levels of details and approximations of current and voltage signals and, the output network presents the disorder type code and the phases involved in the problem. The fault location is performed after the classification process, and the proposed technique applies to three-phase radial or weakly meshed feeders with unbalanced loads, lateral extensions triphasic, biphasic or, monophasic and presenting distributed generation. The system diagnosis and fault location proposed in this paper are able to assist the utilities in their daily works, providing important information for the operation and maintenance of power distribution systems, minimizing the repairing time and, consequently, obtaining less financial losses due to rapid fault diagnosis and restoration of the normal system operation. A real life three-phase... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-22Bitstream added on 2014-06-13T18:41:01Z : No. of bitstreams: 1 sousa_j_dr_ilha.pdf: 750467 bytes, checksum: 9b656f948e186cb558b45ed7e38022e6 (MD5) Neste trabalho apresenta-se uma metodologia heurística para o planejamento da expansão de sistemas aéreos de distribuição de energia elétrica que utiliza dois diferentes modelos de programação linear binária mista (MBLP). O primeiro modelo efetua o planejamento ótimo do sistema sem considerar a confiabilidade e o segundo, visa obter a melhor solução para o problema de planejamento considerando a alocação de chaves para realizar a restauração da rede em condições de contingências. Os dois modelos são resolvidos por técnicas de otimização clássica. No primeiro modelo consideram-se os custos de investimentos com a instalação de novos alimentadores, troca de circuitos, construção de novas subestações, realimentação de subestações existentes, custos operacionais da rede e, o comportamento de operação do sistema. No segundo modelo consideram-se os custos de operação através do cálculo da energia não distribuída, custos de alocação de chaves de manobra, além do custo de construção de circuitos alimentadores de interconexões. Os modelos propostos foram implementados na plataforma AMPL e resolvido utilizando o software CPLEX. Os testes foram realizados utilizando os sistemas de teste 54 e 182 barras disponíveis na literatura e os resultados mostram a qualidade e validade dos modelos propostos In this paper we present a heuristic methodology for the expansion planning of overhead electrical power distribution systems using two different models of mixed binary linear programming (MBLP). The first model performs the optimal planning without considering the reliability and the second one aims to obtain the best solution to the system planning problem considering the switches allocation to perform the network restoration in terms of contingencies. Both models are solved by classical optimization techniques. The first model takes into account the investment costs with the installation of new feeders, switching circuits, construction of new substations, re-powering of existing substations, operating costs and operating behavior of the system. The second model considers the operating costs by calculating the energy not supplied, cost of allocating switches and the cost of construction of interconnection circuits feeders. The proposed models have been implemented on the AMPL platform and solved using the CPLEX software. Tests were performed using the test systems with 54 and 182 nodes that are available in the literature and the results show the quality and validity of the proposed models

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-24Bitstream added on 2014-06-13T19:28:03Z : No. of bitstreams: 1 cerbantes_mc_me_ilha.pdf: 782322 bytes, checksum: c0b43fd77e332e98cfb0978465626d56 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de um algoritmo para simulação e avaliação dos impactos provocados por cargas especiais na qualidade da energia elétrica de redes de distribuição secundárias, visando aumentar a rapidez e precisão do processo de permissão da instalação de novos consumidores de característica industrial na rede. Desta forma as cargas especiais, motores de indução e máquinas de soldagem a arco, são modeladas em potência constante e, apenas, em seus principais estágios de funcionamento. Os impactos do funcionamento destas cargas são avaliados através da comparação entre o estado inicial da rede (antes da instalação da carga) com os estados obtidos para cada estágio de funcionamento da carga instalada. O estudo é realizado em uma rede secundária real utilizando como ferramenta computacional um algoritmo de cálculo de fluxo de potência radial trifásico backward/forward. Os resultados obtidos mostram a precisão da modelagem proposta para as cargas especiais estudadas com relação ao seu comportamento real esperado e, ainda, que a ferramenta computacional desenvolvida aumenta significativamente a rapidez na tomada de decisões no planejamento da instalação de novos consumidores na rede This work proposes the development of an algorithm for simulation and evaluation of the impacts caused by special loads in the quality of electricity distribution networks secondary. The goal is increase the speed and accuracy of the permitting process of installing new industrial consumers in network. The special loads studied (Induction Motors and Arc Welding Machines) are modeled at constant power, and only in its main stages of operation. The impacts of the operation of these loads are evaluated by comparing the initial state of the network (before installation of the load) with the states obtained for each stage of operation of the installed load. The study is conducted in a real secondary network using an algorithm as a computational tool for calculating power flow radial-phase backward / forward. The results showed good accuracy of the proposed model for special loads studied with respect to its real expected behavior and still that the developed computational tool significantly increases the speed of decision making in planning the installation of new consumers on the network

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-06Bitstream added on 2014-06-13T20:49:12Z : No. of bitstreams: 1 apolinario_lav_me_ilha.pdf: 1113492 bytes, checksum: 230832bf478b9499e8cf5963cb7fffbb (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Faltas permanentes em alimentadores de distribuição causam atuação do sistema de proteção interrompendo o fornecimento de energia elétrica aos consumidores. Um número considerável de faltas é ocasionado por animais e vegetação em contato com partes energizadas da linha. A redução do número de desligamentos indevidos provocados pela vegetação pode ser obtida através de um criterioso programa de podas das árvores que estão sob os circuitos alimentadores. Nesta dissertação o problema de programação de podas de árvores sob a rede de distribuição é formulado como um modelo de programação não linear binária dinâmica. Neste modelo busca-se a redução das taxas de faltas devido à vegetação e a alocação otimizada de recursos humanos e financeiros anuais disponíveis pelas empresas distribuidoras para manutenção da vegetação sob a rede, de modo a não violar a restrição de confiabilidade do sistema. O modelo matemático utiliza como parâmetro a taxa de faltas no alimentador devido à vegetação. Desta forma, foram propostas duas metodologias para determinar as taxas de faltas. Em uma dessas metodologias utiliza-se um modelo de crescimento da vegetação para determinar à taxa de falta, e na outra metodologia a taxa de falta é obtida diretamente dos dados históricos de interrupção do alimentador devido á vegetação, e não requer um segundo modelo para relacionar o crescimento da vegetação às taxas de falta. Para solução do modelo matemático é proposto um algoritmo genético dedicado de Chu-Beasley. A metodologia que utiliza a taxa de crescimento da vegetação foi testada em um sistema de distribuição teste composto por 15 alimentadores, e com diferentes tipos de vegetação sob os mesmos, em que deve ser realizado o planejamento anual de manutenção da vegetação. E a outra metodologia que não considera a taxa de crescimento... Permanent outages in distribution feeders cause the action of the protection system, interrupting the electrical energy supply to the consumers. A considerable number of faults in distribution systems are due to animals and vegetation that come in contact with the overhead power lines. The reduction of the number of faults, due to vegetation under the overhead power lines, can be achieved by means of an adequate vegetation maintenance scheduling. In this dissertation, the vegetation maintenance scheduling is formulated as a non-linear binary and dynamic programming model. This model aims to reduce vegetation-related failure rates and to optimize annual human and financial resources available by electrical energy companies for vegetation maintenance, subject to the system reliability constraint. The vegetation-related failure rate is used as a parameter in the mathematical model. In this way, two methodologies for the vegetation-related failure rates were proposed. The first one utilizes a vegetation growth model to determine failure rates. In the second methodology, failure rates are gotten from historical interruption data that occur on the feeder due to vegetation. In this case, a second model to relate the growth of vegetation with a vegetation-related failure rate is not required. To solve the mathematical model a dedicated Chu-Beasley genetic algorithm is proposed. The first methodology was tested in a test distribution system with 15 sections and different vegetation types, under the circuit feeders where the annual vegetation maintenance scheduling must be found. The other methodology was tested in a real system composed of 27 urban feeders in a city inside the São Paulo’s state (Brazil)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-20Bitstream added on 2014-06-13T19:28:05Z : No. of bitstreams: 1 zini_eoc_me_ilha.pdf: 1142984 bytes, checksum: 4ff93a7fe459a5a56e15da26b7a6dd45 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho apresenta uma metodologia composta de duas fases para resolver problemas de otimização com restrições usando uma estratégia multiobjetivo. Na primeira fase, o esforço concentra-se em encontrar, pelo menos, uma solução factível, descartando completamente a função objetivo. Na segunda fase, aborda-se o problema como biobjetivo, onde se busca a otimização da função objetivo original e maximizar o cumprimento das restrições. Na fase um propõe-se uma estratégia baseada na diminuição progressiva da tolerância de aceitação das restrições complexas para encontrar soluções factíveis. O desempenho do algoritmo é validado através de 11 casos testes bastantes conhecidos na literatura especializada. This work presents a two-phase framework for solving constrained optimization problems using a multi-objective strategy. In the first phase, the objective function is completely disregarded and entire search effort is directed toward finding a single feasible solution. In the second phase, the problem is treated as a bi-objective optimization problem, where the technique converts constrained optimization to a two-objective optimization: one is the original objective function; the other is the degree function violating the constraints. In the first phase a methodology based on progressive decrease of the tolerance of acceptance of complex constrains is proposed in order to find feasible solutions. The approach is tested on 11 well-know benchmark functions.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-18Bitstream added on 2014-06-13T18:49:30Z : No. of bitstreams: 1 biscaro_aap_me_ilha.pdf: 1057545 bytes, checksum: feb928c10ad58cb9fc7bef33003e6afc (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste trabalho é proposta uma técnica de otimização para alocar medidores dispersos de tensão em alimentadores radiais aéreos de distribuição baseada na metaheurística Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP), com o objetivo de melhorar o desempenho de algoritmos de localização de faltas que utilizam informações esparsas de tensão e, simultaneamente, fazer o controle em tempo real do nível de tensão do alimentador operando sob diferentes cenários. No modelo de programação proposto para alocar os medidores considera-se a natureza estocástica das variáveis envolvidas no problema relacionado com o estudo de contingências em sistemas de energia elétrica, ou seja: carregamento dos transformadores da rede no instante de ocorrência da falta, impedância de falta, probabilidade de falhas e erros de medição dos medidores dispersos de tensão, probabilidade de ocorrer qualquer um dos tipos de faltas possíveis, entre outros. O modelo da função objetivo contempla a localização de faltas com boa precisão para qualquer algoritmo que utiliza medições esparsas de tensão e os menores valores de magnitudes de tensão no alimentador, operando em condições normais ou sob contingências. Apresentam-se resultados de testes com a metodologia proposta para dois alimentadores reais de distribuição de energia elétrica. O primeiro alimentador é de médio porte, tensão nominal de 13,8 kV e possui 134 barras. O segundo alimentador é de grande porte, tensão nominal de 11,4 kV e possui 3287 barras. This work proposes an optimization technique to allocate voltage measurement devices on radial overhead electric power distribution feeders based on Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) metaheuristic, aiming at improving the performance of algorithms for fault location using sparse voltage information, while making the real time control of the feeder’s operating voltage under different scenarios. The proposed programming model to allocate the devices considers the nature of the stochastic variables involved in the problem with the study of contingencies in electric power systems: loading of the network transformers at time of occurrence of failure, fault impedance, probability of failures and errors of measurement of dispersed voltage devices, likelihood that any of the possible types of faults occur, among others. The model's objective function includes the faults location procedure with good precision for any algorithm that uses sparse measurements of voltage and the lowest values of the magnitudes of voltage feeder, operating under normal conditions or contingencies. Test results with the proposed methodology applied to simulated data of two real life feeders are presented. The first feeder is medium size, rated voltage of 13.8 kV and has 134 bars. The second feeder is large, rated voltage of 11.4 kV and has 3287 bars.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-19Bitstream added on 2014-06-13T20:21:17Z : No. of bitstreams: 1 escobarzuluaga_ah_dr_ilha.pdf: 1508525 bytes, checksum: b6e7b58056f84298f2b063ead5371a59 (MD5) Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) O principal objetivo deste estudo é realizar uma análise de aspectos críticos que surgem na modelagem matemática do problema de planejamento da expansão de sistemas de transmissão a longo prazo, assim como o desenvolvimento de ferramentas computacionais para a prova de novos modelos e metodologias que possam contribuir na solução do problema de planejamento de sistemas de transmissão de energia elétrica considerando as condições dos sistemas modernos de energia elétrica. Com esta metodologia, busca-se obter uma rede de transmissão mais eficiente, e com o menor custo possível, que se adapte as novas exigências produzidas pela introdução da desregulação nos sistemas elétricos. Para isto combinam-se três aspectos: rede futura livre de congestionamento, desplanificação e incerteza na geração e na demanda futura, os quais são manipuladas desde a perspectiva mono-objetivo e multiobjetivo. A possibilidade de eliminar completamente o congestionamento na rede de transmissão é analisada através da inclusão no modelo de todos os cenários de geração factíveis futuros, e não somente alguns cenários como outros estudos. Considerar uma operação sem congestionamento para o futuro está associado a grandes custos de investimento. Para atenuar este grande custo uma opção é incluir a possibilidade de desplanificação e a inclusão dos efeitos das incertezas presentes na geração e na demanda futura no problema de planejamento. O problema de planejamento de sistemas de transmissão é um problema de programação não linear inteira mista (PNLIM) quando é usado o modelo DC. Praticamente todos os algoritmos usados para resolver este problema utilizam uma sub-rotina de programação linear (PL) para resolver problemas de PL resultantes do algoritmo de solucão do problema de planejamento, os quais são denominados... The main goal for this study is to do an analysis of the critical issues that appear in the mathematical modeling of the transmission system expansion planning problem, when long term is considered. A methodology was developed and a computational tool, to solve the transmission expansion planning in modern electrical systems. With this methodology more efficient electrical networks are obtained, at low investment costs. This is accomplished taking into account three important aspects: open access, or congestion-free planning, uncertainty in demand and generation, and de-planning. The problem is solved using mono-objective and multi-objective methodologies. For this investigation, congestion-free transmission networks should consider all the future and feasible scenarios of generation, unlike some papers, where only a few scenarios are taken in to account. This feature is associated to high investment costs. Lower costs are often obtained by the inclusion of uncertainty in future demand and future generation. The transmission system expansion planning problem is a no-linear integer-mixed programming problem (PNLIM) when the DC model is used. Practically, all the algorithms used in the solution process, for this problem, use one subroutine of linear programming (PL) for solved the PL problems that result during the solution process, in the denominated operative problem. The solution of the PL’s is the part of the problem that requires the biggest computational effort, because during the solution process is necessary to solved thousands or millions of PL’s, for high size problems. the PNLIM problem is solved through the combination of a meta-heuristic method and a linear programming method. The meta-heuristic method solves the denominated investment problem and the PL the denominated operational problem. The transmission planning problem considering multiples generation scenarios... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-28Bitstream added on 2014-06-13T18:40:58Z : No. of bitstreams: 1 estevam_crn_dr_ilha.pdf: 688925 bytes, checksum: 6b0f845a4b7167c14ef183478f06f449 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho, propõe-se um algoritmo Branch and Bound não linear para resolver o problema de planejamento e despacho ótimo de fontes de potência reativa em sistemas de energia elétrica. O modelo de planejamento é formulado como um problema de programação não linear inteiro misto, não convexo e de grande porte. Este modelo consiste na minimização dos custos das fontes reativas contínuas e ou discretas que devem ser alocadas no sistema. As restrições consideradas no modelo devem assegurar a qualidade e a confiabilidade do suprimento de energia para os consumidores, mantendo as magnitudes das tensões dentre seus limites pré-estabelecidos, atendendo as demandas de potência ativa e reativa e um conjunto de restrições físicas e operacionais dos equipamentos instalados no sistema tais como: limite nas capacidades de geradores, compensadores síncronos e estáticos e os limites na variação dos “taps” dos transformadores. O aspecto relevante deste trabalho é que o algoritmo proposto resolve diretamente problemas de programação não lineares inteiros misto, resolvendo em cada nó da árvore de Branch and Bound um problema de programação não linear que é o despacho ótimo de fontes reativas, em que as restrições de discretização das variáveis de alocação ou investimento dos bancos de capacitores e indutores são relaxadas. Estes problemas são resolvidos utilizando o método de pontos interiores (MPI) primal-dual preditor-corretor, que geralmente melhora o desempenho do MPI. O algoritmo Branch and Bound não linear proposto possui técnicas eficientes para a escolha do próximo subproblema que deve ser resolvido assim como a variável de separação dos subproblemas e os testes de sondagem. Para contornar os problemas de mínimos locais que são encontrados na resolução dos problemas de programação não linear, os testes de sondagem foram redefinidos... A nonlinear Branch and Bound algorithm to solve the problem of reactive optimal dispatch and planning of electrical power systems is proposed in this work. The planning model is formulated as a nonlinear non convex and large scale programming problem. This model consists of minimizing the costs of the reactive continuous and/or discrete sources that must be allocated on the system. The constraints considered on the model must assure the quality and reliability of supplying energy to the users maintaining the voltage magnitudes within the predefined limits, attending the active and reactive power demand and a set of physical and operational constraints of the installed equipment such as: generator capacity limits, synchronous and static compensators and the tap of the transformers. The emphasis of this work is that the proposed algorithm solves the integer nonlinear problems directly. A nonlinear programming problem is solved in each node of the Branch and Bound tree which is the optimal reactive power dispatch where the constraints that adjust the capacitors and inductors banks are relaxed. These problems are solved using the interior point method (IPM) primaldual predictor corrector, which in general improves the performance of the IPM. The nonlinear Branch and Bound algorithm proposed has efficient techniques to choose the next sub problem that must be solved as well as the separation variable of the sub problems and the sounding tests. To minimize the local minima problem, that are found solving the nonlinear programming problem, the sounding test were redefined adding a predefined percent to the current incumbent, obtaining an additional security margin, where in nonlinear problems not always the objective function value to a posterior problem is greater than the predecessor. Results are presented for test systems as IEEE30, IEEE118 and IEEE300. By simulations... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-20Bitstream added on 2014-06-13T20:21:17Z : No. of bitstreams: 1 cossi_am_dr_ilha.pdf: 1798466 bytes, checksum: 3b0c96085dcf5e4f3e999327f4a5b0f4 (MD5) Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) Neste trabalho apresentam-se os conceitos teóricos, modelos matemáticos, técnicas de solução e resultados de pesquisas desenvolvidas envolvendo o planejamento de redes de distribuição de energia elétrica de MT e planejamento e projeto de circuitos secundários de BT. O problema de planejamento de redes de MT e planejamento e projetos de circuitos de BT, é abordado através de uma modelagem completa e as propostas de solução são através de “meta heurísticas” mono e multi-objetivos. As restrições consideradas nestes modelos referem-se à radialidade dos sistemas planejados, suprimento da demanda nas barras de consumo em cada estágio do programa de planejamento, limites máximos de queda de tensão permitidos nos alimentadores restrições físicas de operação de equipamentos, condutores e restrições de natureza financeira. O modelo de planejamento de redes de MT é abordado como um problema de programação não linear inteiro misto (PNLIM) multi-objetivo. Os objetivos referem-se aos custos de investimentos e de confiabilidade da rede. Para solução do problema utiliza-se um algoritmo Tabu Search (TS) reativo em que os múltiplos objetivos são considerados através dos conceitos de fronteira ótima de Pareto. Para avaliar as propostas de soluções é utilizado como ferramenta auxiliar um algoritmo de fluxo de potência monofásico. No modelo que trata do problema de planejamento e projetos de circuitos secundários, são considerados tanto ações de planejamentos como de projetos. Para tal é proposta uma metodologia em três etapas seqüenciais: a primeira refere-se ao balanceamento de cargas nas fases abc do circuito, a segunda à localização (Geralmente no centro de cargas), capacidade e quantidade de transformadores abaixadores na rede e a terceira define as rotas e o tipo de cabo dos alimentadores secundários. O modelo é formulado como um problema... This work presents the theory, the mathematical model, the solution techniques and the results of the developed research dealing with MV (medium voltage) electrical energy distribution network planning and the secondary circuit project of LV (low voltage). The problem of planning MV networks and planning and project LV circuits is approached by a complete modeling and the solution proposals are effectuated by mono and multi objective meta heuristics. The restrictions considered in these models are referred to the radial form of the planned systems, demand supplying on the busses in each stage of the planning program, maximum limits of voltage drops allowed on the feeders, physical restrictions of operation on the equipments and financial restrictions. The planning model of MV network is approached as a multi objective nonlinear integer mist programming problem (NLIMPP). The objectives are referred to the investment costs, and reliability costs. To solve the problem a reactive Tabu Search (TS) algorithm is used where the multiple objectives are considered by the optimal frontier Pareto concept. To evaluate the solution proposals a monophasic power flow algorithm is used as an auxiliary tool. The secondary circuit planning and project models consider as much as planning and project actions. For this a three stage methodology is proposed: the first is referred to load balancing on abc phases of the circuit; the second to the location (generally on the load center) capacity and quantity of lower transformers on the network, and the third defines the directions and the type of the secondary feeders. The model is formulated as a nonlinear integer mist programming problem (NLIMPP), and for the solution is proposed a TS algorithm. To evaluate the solution proposals a three phase power flow with four conductors (three phases and one neutral) is used as an auxiliary algorithm. The integrated... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-06Bitstream added on 2014-06-13T19:48:57Z : No. of bitstreams: 1 campitelli_em_me_ilha.pdf: 1263646 bytes, checksum: 8c37b7f4ddd0230d76c35d0ab31e2adf (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Devido a alta competitividade do mercado de energia junto com a redução dos custos de novas tecnologias que disponibilizam no mercado geradores de energia elétrica de diferentes modelos de variadas capacidades, a custos competitivos, atualmente há uma tendência de utilização de novas fontes para geração de energia elétrica. Neste sentido, de acordo com análises técnicas e econômicas, a inserção de tais geradores pode ser adequada não somente ao longo de redes de transmissão, mas também nas redes de média e baixa tensão. No entanto, estes geradores distribuídos (GDs) podem fazer com que partes do alimentador percam radialidade. Isto possui influência direta na coordenação e ajustes dos dispositivos de proteção instalados ao longo do alimentador, já que a alocação de GD na rede de distribuição acarreta em alterações no perfil de tensão, nos níveis de curto-circuito, estabilidade do sistema, e pode resultar em ilhamento de algumas áreas da rede na ocorrência de falta. Neste trabalho é proposto e implementado um algoritmo computacional que permite a realização de projetos para alocar de forma integrada e otimizada geradores distribuídos e dispositivos de proteção em alimentadores aéreos de distribuição. No desenvolvimento do algoritmo considera-se de forma totalmente integrada os aspectos técnicos e econômicos da alocação, realocação, especificação e coordenação dos dispositivos de proteção em redes aéreas de distribuição com GDs. Para avaliação da eficiência do sistema computacional desenvolvido, são apresentados resultados de testes efetuados em dois alimentadores reais de distribuição, sendo um de 134 e outro de 660 barras. Currently, there is a tendency for using new generation sources of electric power due to the high competitiveness of the electric power market along with costs reduction of new technologies that make available electric power generators of different types and capabilities. Thus, according to technical and economical analyses, the insertion of such generators can be suitable on not only transmission networks, but also on medium- and low-voltage networks. Nevertheless, these distributed generators (DGs) can make sections of an originally radial feeder turn into loops. It directly affects the coordination and adjustments of protective devices placed on the feeder, because the DG placement changes the voltage profile, the short-circuit currents, the system stability, and can result on islanding of some areas of the faulted network. A computational algorithm that allows the design of projects for placement, in an integrated and optimized way, of distributed generators and protective devices on overhead distribution feeders is presented and implemented in this research project. Technical and economical aspects of placement, replacement, specification and coordination of protective devices on distribution feeders presenting DGs are simultaneously considered for developing the algorithm. In order to analyze the efficiency of the developed computational system, the results for performed tests for two real-life distribution feeders, one 134-node and another 660-node, are presented.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-02Bitstream added on 2014-06-13T19:40:20Z : No. of bitstreams: 1 pereira_raf_dr_ilha.pdf: 1085197 bytes, checksum: 8d25137a551ef06a95af7c5112ebbaf6 (MD5) Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) Neste trabalho, é proposto um algoritmo para localização de faltas em alimentadores radiais aéreos de distribuição de energia elétrica. A técnica proposta aplica-se a alimentadores trifásicos com cargas desequilibradas, que podem possuir ramais laterais trifásicos, bifásicos e monofásicos. As equações da rede que compõem esta técnica foram desenvolvidas com base nos métodos de fluxo de potência do tipo varredura (backward/forward sweep), o que a torna uma ferramenta eficiente e de baixo esforço computacional. No desenvolvimento da mesma, considera-se que haja disponibilidade de medições de tensões no nó inicial do alimentador e também medições esparsas de tensão em alguns pontos ao longo do alimentador de distribuição. Esta técnica apresenta algumas vantagens quando comparada com as técnicas convencionais para localização de faltas que utilizam o deslocamento do local da falta na rede. Nela eliminam-se, dos possíveis locais de falta, os pontos que estão em ramais laterais geograficamente distantes do verdadeiro local da falta e que poderiam ser indicados pelos métodos convencionais de localização da faltas. Adicionalmente à técnica para localização de faltas, é proposto um modelo matemático de programação binária para fazer a alocação otimizada de medidores esparsos de tensões ao longo do alimentador com o propósito de melhorar a precisão do algoritmo desenvolvido, a partir da técnica proposta para a localização de faltas. Neste modelo matemático, busca-se manter a melhor relação custo-benefício para as empresas de energia, em termos de investimentos, custos operacionais e melhorias dos seus índices de confiabilidade, com a localização eficiente de faltas em suas redes de distribuição. Para a solução deste modelo matemático, propõe-se... An algorithm for fault location on overhead and radial electric power distribution feeders is proposed in this work. The proposed technique is able to be applied to three-phase feeders containing unbalanced loads. Also, the proposed technique has the ability to deal with feeders which has three-, two- or single-phase laterals. Equations that describe the network are derived based on the backward/forward sweep load flow methods. This characteristic makes the proposed fault location technique an efficient and fast computational tool. In order to develop this technique, it was considered that voltage measurements are available at the sending node of the feeder, as well sparse voltage measurements at some places on the feeder. Thus, this technique presents some advantages in comparison to the traditional technique for fault location which finds the faulty point by means of sliding the analyzed point on the network. By using traditional techniques, points located geographically far from the actual faulty point can be indicated as a faulty point. The proposed technique eliminates these points from the results. Additionally to the proposed technique, a binary programming model is presented for carrying out the optimized placement of voltage measurement devices along the feeder. The goal of this binary programming model is to enhance the accuracy of the proposed algorithm for fault location. This mathematical model is aimed at keeping the best costbenefit rate for the electric utilities, in terms of operational costs and improvements of reliability indices by means of an efficient fault location. A dedicated genetic algorithm is proposed for solving the optimization model. Results and simulation analyses are presented in order to validate the efficiency... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-07Bitstream added on 2014-06-13T18:49:41Z : No. of bitstreams: 1 souza_ch_me_ilha.pdf: 651441 bytes, checksum: b139e90078b1de276ac99f40362c2bf7 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho apresentam-se o desenvolvimento e a implementação de um algoritmo computacional para o problema de planejamento e projeto de circuitos secundários de distribuição de energia elétrica. O problema é formulado como um modelo de Programação Não Linear Inteiro Misto (PNLIM), e para sua solução propõe-se um algoritmo de Busca Tabu (BT). Esta ferramenta permite determinar e avaliar os custos dos elementos que compõem o sistema de distribuição (reforma e/ou construção de redes secundárias), evidenciando sua robustez e precisão. Os algoritmos de cálculo mecânico e definição de estruturas são baseados em normas técnicas para se determinar os postes e estruturas do sistema sob estudo. Os condutores são especificados pelo algoritmo de fluxo de potência trifásico respeitando as condições topológicas, físicas e ambientais. Toda metodologia de cálculo e projeto utilizada neste problema está de acordo com os Procedimentos de Distribuição do Sistema Elétrico Nacional (PRODIST). Para mostrar a eficiência do modelo proposto e da metodologia de planejamento e projeto desenvolvidos, apresentam-se resultados para dois sistemas reais de distribuição com 76 e 54 barras, respectivamente. In this work, the development and implementation of a computational algorithm for the planning and design of secondary circuits of power distribution systems problem, is presented. The problem is formulated as a Non-linear Integer Mixed Programming (NLIMP) problem; and for its solutions it is proposed a Tabu Search (TS) algorithm. This tool allows determining and evaluating the cost of elements that are part of the distribution system (upgrade and/or construction of secondary networks), showing its robustness and accuracy. Mechanic calculation algorithms and structure definitions are based on technical norms in order to determine poles and structures of the system under study. Conductors are specified by the three-phase power flow algorithm, satisfying topological, physical and environmental conditions. All the calculation and design methodology used in this problem agrees with the Distribution Procedures of the National Electric System (PRODIST). In order to show the efficiency of the proposed model and the developed planning and design methodology, results for to real-life distribution systems, with 76 and 54 buses, are presented.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-07-21Bitstream added on 2014-06-13T19:00:51Z : No. of bitstreams: 1 amorim_ea_dr_ilha.pdf: 1200042 bytes, checksum: 598a8d060889d642964ac8c022c167e1 (MD5) Esta pesquisa tem por objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para a solução do problema de Fluxo de Potência Ótimo Multimercado (FPOM). O problema de fluxo de potência ótimo mutimercado é decomposto em vários subproblemas, uma para cada, submercado que compõe o sistema de potência interconectado. O modelo de decomposição utilizado permite resolver o problema de FPO considerando-se os modelos de mercado desverticalizados e centralizados e os desverticalizados e descentralizados. Neste contexto, a pesquisa desenvolvida considera o novo esquema de funcionamento dos mercados de energia elétrica, no qual é vi freqüentemente desejável preservar a autonomia de cada um dos submercados que compõem o sistema de potência multimercado. O problema de FPO proposto é modelado como um problema de otimização não-linear inteiro misto, com variáveis de controle contínuas e discretas e têm ênfase no despacho econômico da geração de potência ativa e nos ajustes dos controles de tensão. Além disso, este modelo de FPO trata os subproblemas ativo e reativo simultaneamente. Para a sua solução é apresentado um algoritmo evolutivo multiobjetivo, baseado no NSGA (Nondominated Sorting Genetic Algorithm), pois características do problema abordado dificultam a sua solução através das técnicas baseadas em programação matemática e justificam a escolha da metaheurística multiobjetivo. This research is aimed at developing a computational tool for the solution of the Multimarket Optimal Power Flow (MOPF) problem. The multimarket optimal power flow problem is decomposed in various subproblems, one for each submarket that is part of the interconnected power system. The decomposition model used here allows solving the OPF problem considering the deregulated and centralized, and the deregulated and decentralized market models. In this context, the developed research takes into account the new functioning scheme of the electric power markets, viii where it is frequently desirable to preserve the autonomy of each one of those submarkets that compose the multimarket power system. The proposed OPF problem is modeled as a mixed integer non-linear optimization problem with continuous and discrete control variables, emphasizing the economic dispatch of the active power generation and the voltage control adjustments. In addition, this model of OPF deals simultaneously with the active and reactive subproblems. For its solution, a multiobjective evolutionary algorithm based on the NSGA (Nondominated Sorting Genetic Algorithm) is presented. The characteristics of the problem make difficult the utilization of techniques based on mathematical programming, justifying the adoption of a multiobjective metaheuristic.