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Orientador: Andre Luiz Morelato França Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: Neste trabalho propõe-se uma metodologia para a decomposição da etapa de solução direta de um sistema de equações linear esparso Ax = b, obtendo-se um conjuntode tarefas independentes que podem ser processadas em paralelo usando máquinas multiprocessadores. Atualmente computadores multiprocessadores tendem a apresentar baixo custo e desempenho comparável aos supercomputadores. Esta nova tecnologia poderá ser incorporada proximamente aos centros de controle em tempo real de sistemas de energia elétrica. A metodologia baseia-se na utilização da matriz de fatores inversos (W) particionada. O esquema de particionamento proposto consiste em dividir a matriz W de acordo com a profundidade dos nós na árvore dos caminhos de fatoração da matriz A. Neste esquema todas as informações necessárias para gerar as partições são obtidas diretamente da árvore de fatoração, sendo portanto de fácil implementação. Os elementos de todas as partições, exceto da última, podem ser obtidos diretamente da matriz L, sem necessidade de cálculos adicionais. O esquema de particionamento garante que novos elementos diferentes de zero ("fill-ins" adicionais) serão gerados apenas na última partição porque propositalmente esta última partição quebra relações de precedência. As substituições "forward" e "backward" são realizadas por linhas e por partições, e a estratégia proposta de divisão de tarefas atribui a um processador todo o conjunto de operações (multiplicação/adição) de uma linha em uma mesma partição. Na última partição pode-se agrupar as etapas "forward", diagonal e "backward", tornando a solução desta partição uma única etapa de multiplicação de uma matriz Wup (cheia) pelo vetor b. Isto é vantajoso em uma série de casos. A metodologia proposta transfere a velocidade da solução para a capacidade de realizar operações de ponto flutuante de cada processador, ou seja, à medida que processadores mais poderosos forem sendo desenvolvidos mais rápida será a solução em paralelo do problema quase na mesma proporção. Uma solução direta que use uma metodologia como a proposta neste trabalho, consegue uma redução nos tempos de comunicação entre processadores, como demonstra os resultados obtidos em uma implementação num computador multiprocessador com arquitetura de memória híbrida (local e global) Abstract: This thesis describes a methodology for decomposing the repeat solution process of the equation Ax = b into independent tasks to be done in parallel, based on the matrix inverse factors (W-matrix) with partitions. It is a matter of fact that low-cost multiprocessor computers are now available featuring supercomputer-like performances. The partitioningscheme proposed in this thesis consists of breaking up the W-matrix according the depths of the factorization path tree. In this scheme, all the information needed to generate the partitions can be obtained straightforward from the network factorization path tree. The partitioning algorithm is simple and ease to implement. The elements of Wj matrices, except the last partition, can be obtained directly from L-matrix elements, not requiring extra work. The proposed scheme guarantees that additionaJ fills will be only created in the last partition. The forward and backward solutions are performed by rows, and the strategy proposed is to schedule on each processor the operations corresponding to a row of each partition. It should be kept in mind that the multiprocessor environments are equipped with powerful unit processors and then it seems a sound strategy to perform the . mult-add elementary operations inside the hardware in order to exploit its computing efficiency. This strategy seeks to match the parallel algorithm to the paralleJ architecture. The precedent relations - that give rise to delays - are replaced by mult-add operations performed inside the processor node without external communication. In the last partition, the forward, diagonal and backward solutions may be gathered, and so all the operations can be expressed as the product of matrix W1pby the updated components of vector b. The performance results show that the potentiaJ speedup of the solution time is essentially bounded by the floating point operation capability of each processor, denoting that the methodology is a suitable way to exploit the growing power of the computing technology Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Igoor Morro Mello (igoor.mello@unesp.br) on 2022-06-06T14:47:00Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Igoor Morro Mello.pdf: 14117366 bytes, checksum: 60d401324807d954b431cd1f103fff11 (MD5) Approved for entry into archive by Joao Josue Barbosa (joao.barbosa@unesp.br) on 2022-06-06T17:02:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mello_im_dr_ilha.pdf: 14117366 bytes, checksum: 60d401324807d954b431cd1f103fff11 (MD5) Made available in DSpace on 2022-06-06T17:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mello_im_dr_ilha.pdf: 14117366 bytes, checksum: 60d401324807d954b431cd1f103fff11 (MD5) Previous issue date: 2022-05-23 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Veículos elétricos têm sido incentivados nos últimos anos à medida que se tornam difundidos na sociedade em termos de uma nova tecnologia, por serem mais eficientes que os veículos a combustão e podendo reduzir a poluição local. No entanto, devido aos preços ainda elevados para aquisição dos veículos elétricos, espera-se que sua aquisição ocorra de forma gradual, através de incentivos financeiros, diminuição do preço, difusão da tecnologia na sociedade. Com o aumento, mesmo que gradual, da aquisição destes veículos ao longo dos anos, será necessária uma rede de infraestrutura para atender a demanda de recarga destes veículos na zona urbana e um planejamento das redes de distribuição para que se tenha demanda para a recarga. Assim, este trabalho propõe uma metodologia completa para a introdução dos veículos elétricos em uma zona urbana. Primeiramente, uma metodologia é proposta para a aquisição de veículos elétricos ao longo do tempo. Com a introdução, uma metodologia de tráfego veicular é proposta para encontrar as variáveis relacionadas aos veículos elétricos como estado da carga e padrões de condução na zona urbana. Com os resultados do tráfego veicular, são propostas estações de recarga nos locais mais críticos. Um módulo para obter a diminuição da poluição local com a introdução dos veículos elétricos ao longo do período é criada. Calcula-se o aumento de carga residencial oriundo da recarga residencial noturna e por fim uma metodologia para a conexão das estações de recarga na rede de distribuição é proposta. A metodologia é aplicada em uma zona urbana de cerca de 200 mil habitantes com o uso e integração de ferramentas de programação computacional, de tráfego, sistemas de informação geográfica e dos sistemas de distribuição de energia. Os resultados são mostrados através de mapas temáticos espaciais ao longo do período de estudo e auxiliam as empresas de distribuição na tomada de decisões e planejamento, donos de estações de recarga, donos de concessionárias de veículos elétricos, planejadores urbanos e demais agentes públicos e privados que estarão envolvidos em alguma etapa do processo de introdução dos veículos elétricos nas zonas urbanas. Electric vehicles have been encouraged in recent years as they have become widespread in society in terms of new technology, more efficient than combustion vehicles, and can reduce local pollution. However, due to the high price for purchase an electric vehicle, it is expected that their acquisition will occur gradually through financial incentives, price reduction, and diffusion of technology in society. With the increase in the purchase of these vehicles over the years, network infrastructure will meet the demand for recharging these vehicles in the urban zone and planning the distribution networks to meet the demand for recharging. Thus, this work proposes a complete methodology for the introduction of electric vehicles in an urban zone. First, a method is proposed for the acquisition of electric vehicles over time. With the introduction, a vehicle traffic methodology is proposed to find variables such as state of charge and driving patterns in the urban zone. With the results of vehicular traffic, charging stations are presented in the most critical locations. A module is created to find the local pollution reduction with the introduction of electric vehicles over the period. The increase in residential load from residential night charging is calculated, and finally, a methodology for connecting the charging stations to the distribution network is proposed. The method is applied in an urban zone of about 200,000 inhabitants using and integrating computational programming, traffic, geographic information systems, and energy distribution systems tools. The results are shown through spatial thematic maps over the study period. Helps to assist distribution companies in decision-making and planning, owners of charging stations, owners of electric vehicle dealerships, urban planners, and other public and private agents who will be involved in introducing electric vehicles in some stage urban zones. CAPES: 001

Orientador: Carlos Alberto de Castro Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: o objetivo deste trabalho de pesquisa é propor metodologias para a estimação do ponto de máximo carregamento (PMC) de sistemas elétricos de potência com vistas à análise de estabilidade de tensão. A principal característica dos métodos propostos é a extrema rapidez de cálculo com a manutenção da precisão dos resultados. São utilizadas ferramentas de análise apropriadas que, devidamente combinadas e integralizadas, produzem os resultados esperados. Dentre elas, pode-se citar a análise de sensibilidade, análise de sistemas de equações mal condicionadas e/ou sem solução, e técnicas de otimização. Os métodos essencialmente com enfoque estático, baseiam-se em realizar um certo número de cálculos de fluxo de carga para diferentes níveis de carga no espaço de parâmetros. Assim, o caminho com direção ao PMC é baseado em simples processos de incrementos de carga e cortes de carga, que serão detalhados nos capítulos respectivos. Ressalta-se que dois métodos são presentados, com características bem diferentes em relação ao processo de incrementos de carga com direção ao PMC. A similaridade é apresentada apenas no processo de recuperação da factibilidade. Espera-se que as metodologia que resultem deste trabalho de pesquisa possam ser utilizadas de forma rotineira na análise de estabilidade de tensão de redes elétricas durante o planejamento da operação e, potencialmente, em ambientes cujas restrições de esforço computacional sejam ainda mais severas, como em ambientes de operação e análise em tempo real Abstract: The goal of this research work is to propose methodologies for estimating the maximum loading point (MLP) of power systems for voltage stability analysis. The main feature of the proposed methods is the fast computation of MLP, while maintaining the precision of the results. Appropriate analysis tools are integrated to provide the expected results. Among them, are can mention sensitivity analysis, ill-conditioned and/or infeasible system analysis and optimization techniques. The proposed methods, with a static approach, is based on solving a certain number of load flow calculations for different load levels. Therefore, the path toward MLP is based on simple load increments or curtailments. It must be emphasized that two methods will be presented, with different characteristics with respect to the load increment processo Moreover, they are similar with respect to the feasibility restoration processo It is expected that the proposed methods can be routinely used in power systems voltage stability analysis in operation planning and potentially in enviroments with severe computational effort constraints, such as in real time operation Doutorado Energia Elétrica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ariovaldo Verandio Garcia, Marcos Julio Rider Flores Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Abstract: In this work the Distribution System Integrated Planning (DSIP) problem is modeled as a mixed integer (binary) nonlinear program problem. Two techniques were investigated to solve this problem. First, a specialized Constructive Heuristic Algorithm (CHA) was implemented. A sensitivity index is used in each step of the CHA to add a circuit, a substation, a capacitor bank or a voltage regulator to the distribution system. This sensitivity index is obtained by solving the DSIP problem considering the numbers of circuits and substations to be added as continuous variables (the DSIP relaxed problem). The objective of the DSIP is to minimize the operation costs and the construction costs of circuits, substations, capacitors and voltage regulators, which are subjected to constraints of power balance, voltage magnitude, maximum circuit and substation capacities, taps control and radiality constraint. In addition, a local improvement phase to improve the initial solution of the CHA and a branching technique to avoid the infeasibility cases in the distribution system operation were included Doutorado Energia Elétrica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Walmir de Freitas Filho, Tiago Rodarte Ricciardi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A busca por melhoria na confiabilidade do suprimento aliada às questões de sustentabilidade ambiental e à necessidade de maior flexibilidade no planejamento e na operação dos sistemas de distribuição de energia elétrica tem impulsionado o ressurgimento e o desenvolvimento da operação de trechos da rede de distribuição isolados do sistema interligado principal, configuração também conhecida na literatura como microrredes. Microrredes podem operar conectadas ou ilhadas do sistema-tronco da concessionária local. Uma manobra comum na operação de microrredes consiste na sincronização ou reconexão ao sistema principal, quando ocorre a mudança do modo de operação ilhado para o modo de operação em paralelo. Essa manobra operativa deve ser feita de modo que os transitórios eletromagnéticos e eletromecânicos experimentados pelos diversos equipamentos envolvidos sejam os mais suaves possíveis, a fim de resguardar sua segurança e integridade. Tradicionalmente, tal procedimento é feito via realimentação em malha fechada, que atua no controle automático dos geradores da microrrede até que a tensão sobre o elemento de reconexão seja reduzida a ponto que os transitórios observados não sejam danosos aos equipamentos envolvidos. Tais métodos, todavia, apresentam desvantagens, quer pela necessidade de infraestrutura de comunicação entre o ponto de reconexão e os geradores, o que aumenta a complexidade particularmente em sistemas ilhados compostos por múltiplos geradores, quer pela necessidade de interrupção momentânea dos geradores da microrrede para que seja feita a reconexão ao sistema principal. Nesta dissertação é discutido um método alternativo, que consiste em propiciar a sincronização em malha aberta baseada na redução nos níveis de transitórios causada pela inclusão de uma impedância em série com o elemento de reconexão. A metodologia para determinação do valor de impedância necessário é apresentada, juntamente com os modelos empregados nas simulações nas quais se baseiam a determinação de tal impedância. Posteriormente, a metodologia proposta é aplicada em um estudo de caso. Os resultados de simulações computacionais obtidos sugerem que o método é eficaz, pois permite que o sistema ilhado seja sincronizado à rede principal no sistema teste investigado para todo o espaço de pontos de operação prática possíveis. Abstract: The need for improved reliability in electricity supply combined with environmental and sustainability concerns and the need for greater flexibility in the planning and operation of electric power distribution systems has driven the resurgence and development of the operation of portions of the distribution network isolated from the bulk interconnected power system, a configuration known in the literature as microgrid. Microgrids can operate either islanded from or connected to the distribution system of the local utility. A common maneuver in microgrid operation consists of its synchronization or reconnection back to the interconnected power system when it changes from the islanded operating mode to the grid-connected one. This transition maneuver must be carried out in such a way that the electromagnetic and electromechanical transients faced by the equipment involved are as smooth as possible, to safeguard their safety and integrity. This procedure is traditionally done via closed-loop feedback control, which acts in the automatic controls of the microgrid generators (automatic voltage regulators and speed governor) until the voltage across the reconnection switching element is reduced to the point that the resulting transients are not harmful to the equipment involved. Such approaches, however, have disadvantages, either because of the need for communication infrastructure between the point of reconnection and the generators, which increases the complexity, particularly in islanded systems composed of multiple generators, or because of the need for momentary interruption of the microgrid generators so that reconnection to the main system can be done offline. In this thesis, an alternative method is discussed, which consists of an open-loop synchronization maneuver through the inclusion of a series impedance with the reconnection element, aiming at a reduction in transient levels. The methodology for designing the required impedance value is presented, with the models used in the simulations in which the determination of such impedance is based. Then, the proposed methodology is applied in a case study. The computational simulation results obtained suggest that the open-loop synchronization method is effective, as it allows the islanded system to be successfully synchronized back to the bulk power system for all the operation points analyzed in a space covering all possible practical operation conditions. Mestrado Energia Elétrica Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by JOÉL VILLAVICENCIO GASTELÚ (joel.villavicencio@unesp.br) on 2020-03-22T13:35:44Z No. of bitstreams: 1 Tesis_Joel_defesa final.pdf: 4550401 bytes, checksum: cdaf74fca961c52fd80021ca33326fe4 (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2020-03-23T18:00:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 villavicencio gastelu_j_te_ilha.pdf: 4550401 bytes, checksum: cdaf74fca961c52fd80021ca33326fe4 (MD5) Made available in DSpace on 2020-03-23T18:00:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 villavicencio gastelu_j_te_ilha.pdf: 4550401 bytes, checksum: cdaf74fca961c52fd80021ca33326fe4 (MD5) Previous issue date: 2020-03-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Um alto número de instalações fotovoltaicas residenciais conectadas em redes de baixa tensão pode resultar em problemas de qualidade da energia como, por exemplo, a sobretensão. Nessas circunstâncias, se métodos de controle de tensão não forem aplicados, o número de instalações fotovoltaicas na rede elétrica terá que ser limitado a fim de garantir valores adequados de ten-são. Na literatura especializada diversas estratégias de controle de tensão para redes de baixa tensão têm sido propostas. Entre essas estratégias, aquelas que utilizam inversores e informa-ções locais (e.g., a tensão no ponto de conexão desses inversores) para realizar o controle de tensão são mais econômicos e apresentam um tempo de resposta rápido. Neste trabalho, um método de controle local é proposto a fim de mitigar problemas de sobretensão. O método proposto considera duas ações de controle: absorção de potência reativa e redução da potência ativa. O primeiro controle é o controle principal, e depende da tensão e da potência ativa pro-duzida. O segundo controle é baseado somente na tensão, e é ativado quando a tensão supera um valor máximo preestabelecido. Adicionalmente, o método proposto pode participar na re-gulação de tensão frente a problemas de subtensão através da injeção de potência reativa. Uma abordagem estocástica que considera as incertezas da localização e a capacidade dos sistemas fotovoltaicos é utilizada para avaliar o método proposto. A proposta é aplicada em uma rede de baixa tensão real, longa, trifásica a quatro fios. As simulações são realizadas com uma hora de resolução para o dia com maior irradiância solar e considerando vários níveis de inserção dos sistemas fotovoltaicos na rede. Os resultados mostram a vantagem do método proposto para mitigar a sobretensão quando comparado com métodos de controle similares. Portanto, o método proposto permite a instalação de um maior número de sistemas fotovoltaicos na rede sem resultar em problemas de tensão. A high number of residential photovoltaic system connected to low-voltage networks could result in energy quality problems, for instance, the overvoltage. In these circumstances, if voltage control methods are not applied, the number of photovoltaic installation in the network will be limited in order to guarantee acceptable voltage values. In the specialized literature several voltage control strategies for low-voltage networks have been proposed. Among them, those that use inverters and local information (e.g., voltage at the connection point of those inverters) to perform the voltage control are more economic and exhibit a fast response time. In this work, a local voltage control method is proposed in order to mitigate overvoltage problems. The proposed method considers two control actions: reactive power absorption and active power reduction. The first one is the main control, and it is dependent on voltage and generated active power. The second control is based only on voltage, and it is activated when the voltage surpasses a maximum pre-established value. Furthermore, the proposed method can also offer the voltage regulation support in under-voltage conditions through the reactive power injection. A stochastic approach that considers uncertainties in location and capacity of PV systems is used to evaluate the proposed method. The proposal is applied in a real, extensive, three-phase fourwire low-voltage network. Simulations are performed each hour for the day with the highest solar irradiance and considering several levels of photovoltaic systems insertion in the network. The obtained results show the advantage of the proposed method to mitigate the overvoltage when compared with similar voltage control methods. Therefore, the proposed method allows the installation of a larger number of photovoltaic systems in the network without resulting in voltage problems. CAPES: 001

Orientador: Prof. Dr. Alfeu Joãozinho Sguarezi Filho Coorientador: Prof. Dr. José Luis Azcue Puma Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2019. Neste trabalho apresentam-se duas alternativas para o controle de potências do aerogerador de indução com rotor bobinado, a primeira proposta trata-se da aplicação do controlador fuzzy tipo Mamdani para o ajuste de um controlador PI na malha interna do controle direto de torque do gerador. A segunda proposta, a aplicação do controlador deadbeat-fuzzy no controle vetorial de potências. Na primeira proposta os controladores PI são ajustados com lógica fuzzy devido a sua capacidade de variar os ganhos do controlador PI durante diferentes condições de operação para melhorar o comportamento do sistema e a segunda proposta utiliza dois controladores de lógica fuzzy tipo Mamdani para compensar o controlador deadbeat, cujo desempenho é insuficiente durante as condições de operação em velocidade variável e variação paramétrica. As duas propostas foram implementadas em Matlab/Simulink, e foram testadas sob diferentes condições de fator de potência e velocidade mecânica. Adicionalmente, o controle vetorial com controlador deadbeat-fuzzy foi implementado em bancada experimental. Os resultados indicam que os requisitos de desempenho (condições de operação) para ambas propostas foram atendidas para todas as condições de teste realizadas e apresentaram um menor erro de regime permanente que o controlador deadbeat, comprovando assim a conveniência de seu emprego no controle do aerogerador. In this research work, two proposals for the power control of doubly fed induction generator are presented. The first one, it is the application of the Mamdani type fuzzy logic controller for the adjustment of a PI controller in the internal loop of the generator¿s direct torque control. The second one, the application of the deadbeat-fuzzy controller in the power vector control. In the first proposal the PI controllers are adjusted with fuzzy logic due to its ability to vary the gains of the PI controller during different operating conditions to improve the behavior of the system. The second proposal uses two Mamdani type fuzzy controller in order to compensate the deadbeat controller whose performance is insufficient during variable speed and parametric variation operating conditions. The two proposals were implemented in Matlab/Simulink, and they were tested under different conditions of power factor and mechanical speed. Additionally, the vector control with deadbeat-fuzzy controller was implemented in an experimental bench. The results indicate that the performance requirements (operating conditions) for both proposals were achieved for all test conditions performed and presented a lower permanent regime error than the Deadbeat controller. Thus proving the convenience of its employment in the control of the wind generator.

Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Teixeira Leite Asano Coorientador: Prof. Dr. Joel David Melo Trujillo Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2019. A introdução de novas fontes renováveis em diversos países tem ganhado destaque diante de um contexto mundial de insegurança energética e aumento dos impactos ambientais causados por ações antropogênicas. Tais causas geram a busca por uma maior diversificação da matriz elétrica pela sociedade. No Brasil, o setor residencial é o segundo maior consumidor de energia elétrica, o que reforça o desafio da criação de políticas e incentivos que visem o suprimento dessa significativa demanda. Nesse contexto, destacam-se os módulos fotovoltaicos alocados nos telhados de domicílios residenciais. Dada a importância de destaque dos sistemas fotovoltaicos alocados em telhados, o desenvolvimento de ferramentas metodológicas que busquem fomentar a implantação desses sistemas torna-se um desafio a ser perseguido. Do ponto de vista das ferramentas que visam à indicação de locais para o aproveitamento desse recurso, grande parte destas possuem abordagens probabilísticas, tais como técnicas de análise multicritério ou modelagem hierárquica bayesiana. Por outro lado, alguns estudos passaram a utilizar técnicas inteligentes, como a lógica fuzzy, que possui particularidades interessantes para ser aplicada em casos que envolvam um número grande de variáveis difíceis de serem associadas, como no caso dos estudos indicativos de locais para aproveitamento solar. Baseado neste contexto, pode-se afirmar que a lógica fuzzy permite obter resultados mais compreensíveis, facilitando o processo de tomada de decisão. Portanto, este trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia baseada em lógica fuzzy para analisar de forma espacial e temporal a aptidão para instalação de sistemas fotovoltaicos em telhados residenciais. Também buscou-se representar através de um modelo de análise espacial as preferências dos habitantes à instalação destes sistemas. Os resultados alcançados são apresentados através de mapas coropléticos, que permitem a visualização da distribuição espacial dos valores e demonstram a aplicabilidade da metodologia proposta para o problema apontado. Finalmente, foram realizadas comparações com resultados presentes na literatura vigente, assim como a execução de um estudo de previsão temporal, que confirmam a eficácia obtida pela metodologia proposta. The introduction of new renewable energy sources in many countries has been leveraged in the face of a global context of energy insecurity and increased environmental impacts caused by anthropogenic sources. Such causes foster the search for a greater diversification of the electric matrix by the society. In Brazil, the residential sector is the second largest electricity user, which reinforces the challenge of creating policies to meet this significant demand. In this context, we address PV modules in roofs of residential buildings. Given the importance of highlighting photovoltaic systems on roofs, the development of methodological tools that seek to foster the implementation of these systems becomes a challenge to be pursued. From the point of view of the tools that aim to indicate locations for the use of this resource, most of them have probabilistic approaches, such as multicriteria analysis techniques or Bayesian hierarchical modeling. On the other hand, few studies have used intelligent techniques, such as fuzzy logic, which has interesting peculiarities for cases involving a large number of variables that are difficult to associate, as in the case of studies indicating locations to use these resources. In addition to this particularity, fuzzy logic allows for more comprehensible results, facilitating the decision-making process. Therefore, this research aims to present a methodology using Fuzzy Logic on a Spatio-Temporal approach to analyze the PV suitability to the installation in roofs of residential buildings. Eventually, we sought to represent, through a spatial analysis model, the preferences of inhabitants to the installation of these systems. The results achieved are presented through a choropleth map, which allows the visualization of the spatial distribution of the values, and demonstrate the applicability of the proposed methodology to the problem. Finally, we made parallels with results in the current literature, as well as the execution of temporal forecast study, confirming the efficiency obtained by methodology.

Orientador: Prof. Dr. Joel David Melo Trujillo Coorientador: Prof. Dr. Antônio Padilha Feltrin Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Santo André, 2019. A implementação da Smart Grid precisa de uma adequada infraestrutura de comunicação, com-posta por um centro de medição, concentradores de energia e medidores eletrônicos instalados em baixa tensão/consumo. Os medidores eletrônicos registram as informações, que são transmitidas aos concentradores inteligentes para seu armazenamento e processamento em massa. Estes concentra-dores são dispositivos de coleta de informação que estão conectados a diversos medidores, permitindo o envio de informação para os centros de medição, operadores do sistema, comercializadoras e os consumidores finais. A identificação dos pontos para instalação dos concentradores e sua área de co-bertura de comunicação têm diferentes aplicações nas redes elétricas, como análise de interrupção de fornecimento de eletricidade, gerenciamento da demanda, entre outras funções operacionais definidas para a Smart Grid. Nos últimos anos, diversos trabalhos têm sido propostos para definir os pontos de instalação dos concentradores, sem considerar a variação de potência líquida causada pela geração distribuída instalada nos usuários finais de baixa tensão. Com o intuito de definir os pontos de instalação dos concentradores de energia em redes elétricas de baixa tensão com geração solar fotovoltaica, o presente trabalho apresenta uma metodologia de alocação dos concentradores, que é dividida em duas fases. Na primeira fase, os melhores pontos da rede de baixa tensão são determinados a partir de um algoritmo de otimização de enxame de partículas (Particle Swarm Optimization ¿ PSO). Na segunda parte, os medidores eletrônicos são agrupados em direção aos pontos encontrados na primeira etapa. A metodologia proposta pode ser aplicada em redes extensas de distribuição de baixa tensão, a fim de ter uma maior observabilidade do sistema elétrico, permitindo o fluxo de informação na estrutura de comunicação das Smart Grid. A proposta foi aplicada em uma rede de distribuição de baixa tensão que contém 45 consumidores, tal rede foi construída considerando às informações do sistema de distribui-ção adaptada da Dinamarca. A partir dos resultados, conclui-se que a metodologia proposta consegue criar áreas de cobertura com densidade de carga homogênea, o que significa que os concentradores recebem uma mesma quantidade de informação. Finalmente, as informações de leitura dos consumi-dores finais foram melhor caracterizadas através da definição do perfil de tensão do grupo de consu-midores conectados a um concentrador e as perdas elétricas no sistema. A metodologia proposta pode ser aplicada em extensas redes de distribuição de baixa tensão, melhorando a observabilidade do sis-tema elétrico e permitindo um bom fluxo de informação na estrutura de comunicação da Smart Grid. Smart Grid implementation needs an adequate communication infrastructure, which is composed of a measurement center, smarts concentrators and electronic meters installed at low voltage/consump-tion level. The electronic meters record the information, which is transmitted to the smarts concentrators for mass storage and processing. These concentrators are devices for collecting information that are connected to several meters, allowing the emission of information to measurement centers, system operators, retailers and end-consumers. The identification of the points for the installation of the con-centrators and their communication coverage area have different applications in the electric netwroks such as electricity supply disruption analysis, demand management, among other operational functions defined for Smart Grid. In recent years, several approaches have been proposed to define the concen-trator¿s installation points, without considering the net power variation caused distributed generation installed in the end-users low voltage. In order to define the energy concentrator¿s installation points in low voltage electrical networks with solar photovoltaic generation, the present work introduces an allo-cation methodology for the concentrators, which is divided into two phases. In the first phase, the best points in the low-voltage network are determined by using a Particle Swarm Optimization (PSO) algo-rithm. In the second part, the electronic meters are grouped towards the points found in the first stage. The proposed methodology can be applied in extensive low voltage distribution networks, improving the observability of the electrical system and allowing a good flow of information in the Smart Grid commu-nication structure. Therefore, the proposal was implemented in a low-voltage distribution network con-taining 45 consumers, such a network was built considering the information from the adapted distribution system in Denmark. Form the results it is concluded that the proposed methodology succeed in creating coverage areas with homogeneous load density, meaning the concentrators receive the same amount of information. Finally, the reading information of the final consumers was better characterized by defin-ing the voltage profile of the group of consumers connected to a concentrator and the electrical losses in the system.

Submitted by MARCELO SEMENSATO (semensato@ymail.com) on 2019-01-13T19:54:54Z No. of bitstreams: 1 msemensato.pdf: 2581181 bytes, checksum: 70bec57300157e4a3a009e6a44f967ce (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2019-01-14T12:50:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 semensato_m_dr_ilha.pdf: 2581181 bytes, checksum: 70bec57300157e4a3a009e6a44f967ce (MD5) Made available in DSpace on 2019-01-14T12:50:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 semensato_m_dr_ilha.pdf: 2581181 bytes, checksum: 70bec57300157e4a3a009e6a44f967ce (MD5) Previous issue date: 2018-11-26 As redes elétricas de distribuição em sua maioria apresentam cargas elétricas desequilibradas. Por isso é necessário estudar as potências envolvidas em sistemas trifásicos desequilibrados e a compensação das mesmas. O desequilíbrio aumenta as perdas elétricas e diminui o fator de potência da rede elétrica. Esse trabalho propõe a compensação da potência reativa e do desequilíbrio na rede com a finalidade da diminuição das perdas elétricas e a compensação das componentes de sequência desequilibradas da corrente. A utilização da teoria da potência efetiva em sistemas desequilibrados permite calcular as potências reativas e de desequilíbrio, sendo estas as potências compensadas no método proposto. A teoria da potência efetiva mede a eficiência dos métodos testados. Os objetivos da compensação do desequilíbrio são reduzir as perdas elétricas no neutro e o fator de desequilíbrio da tensão, além da potência de desequilíbrio na rede, potência exclusiva do desequilíbrio e que não realiza trabalho. O método proposto para compensação do desequilíbrio e dos reativos na rede de distribuição a quatro fios consiste na alocação de capacitores em delta ou estrela nas barras trifásicas. O método proposto é comparado com dois métodos existentes na literatura. A comparação entre os métodos permite constatar que o método proposto é mais eficiente na redução do desequilíbrio conjuntamente com a compensação das perdas elétricas. Quanto maior é o desequilíbrio da rede elétrica maior é a vantagem da compensação pelo método proposto, tornando a rede mais equilibrada e reduzindo as perdas elétricas. O algoritmo genético Chu-Beasley é utilizado para a otimização da alocação dos capacitores nas barras da rede de acordo com o método proposto. O algoritmo é uma meta-heurística elitista em que um único indivíduo é substituído na geração e a população é preservada para a próxima geração. O algoritmo genético Chu-Beasley é aplicado em duas redes de distribuição de média tensão, a IEEE-13 barras e a IEEE-34 barras. Distribution electrical networks mostly have unbalanced electrical loads. Therefore it is necessary to study the powers involved in unbalanced three-phase systems and their compensation. The unbalance increases the power losses and decreases the power factor of the electrical network. This work proposes the compensation of the reactive power and the unbalance in the network with the purpose of reducing the power losses and the compensation of the unbalanced sequence components of the current. The use of the effective power theory in unbalanced systems allows to calculate the reactive and unbalanced power, these being the powers compensated in the proposed method. Effective power theory measures the efficiency of the methods tested. The objectives of the unbalance compensation are to reduce the power losses in the neutral and the unbalance factor of the voltage, besides the unbalanced power in the network, exclusive power of the unbalance and that do not realize work. The proposed method for unbalance and reactive compensation in the four-wire distribution network consists of the allocation of delta or wye-connected capacitors to the three-phase bus. The proposed method is compared with two methods in the literature. The comparison between the methods allows to verify that the proposed method is more efficient in reducing the unbalance together with the compensation of the power losses. The greater the unbalance in power network, the greater the advantage of the compensation by the proposed method, making the network more balanced and reducing the power losses. The Chu-Beasley genetic algorithm is used to optimize the capacitors allocation in the bus according to the proposed method. The algorithm is an elitist meta-heuristic in which a single individual is replaced in generation and the population is preserved for the next generation. The Chu-Beasley genetic algorithm is applied to two medium-voltage distribution networks, the IEEE-13 bus and the IEEE-34 bus.

Submitted by Igoor Morro Mello (igoor.mello@unesp.br) on 2018-09-03T21:44:57Z No. of bitstreams: 1 dissertação de mestrado 2018 - Igoor Morro Mello.pdf: 10593338 bytes, checksum: 0253d1ce16d1ea2f863390cd1d68fd1e (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-09-04T17:09:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mello_im_me_ilha.pdf: 10593338 bytes, checksum: 0253d1ce16d1ea2f863390cd1d68fd1e (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-04T17:09:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mello_im_me_ilha.pdf: 10593338 bytes, checksum: 0253d1ce16d1ea2f863390cd1d68fd1e (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Nos últimos anos, o uso dos veículos elétricos nas zonas urbanas tem se intensificado. Como política para o aumento na penetração de veículos elétricos e reduzir a poluição do ar, os táxis elétricos vem sendo introduzidos nos sistemas de transporte. Eles necessitam de atenção especial devido aos seus diferentes padrões de condução. Em contraste com os veículos elétricos privados, que podem ser recarregados por um longo período, táxis elétricos necessitam de recarga em um curto período de tempo devido a sua constante operação. Portanto, estações de recarga rápida são necessárias para receber a demanda de recarga dos táxis elétricos e devem estar localizadas em locais estratégicos. Além disso, uma análise deve ser realizada para a conexão destas estações com a rede elétrica. Para melhorar sua alocação e conectividade, este trabalho apresenta uma metodologia para auxiliar na tomada de decisão da instalação de estações de recarga rápida considerando como critérios: locais com maior fluxo de táxis elétricos e baixo nível de carga nas baterias, espaço físico disponível para realizar o carregamento e funções de custo para a conexão das estações de recarga. Os resultados da proposta são mapas com a localização das estações de recarga rápida e análise dos locais de menor custo para a conexão com a rede elétrica. A metodologia é testada em uma cidade de médio porte no Brasil, mostrando a importância dos mapas e funções de custo na tomada de decisão. A proposta é comparada com outras metodologias, mostrando que esta metodologia proposta considera diferentes critérios e cria uma melhor distribuição espacial para as estações de recarga, dando melhores opções aos donos dos táxis elétricos. In recent years, the use of electric vehicles in urban zones has been intensified. As a policy of increasing the penetration of electric vehicles and reducing air pollution, electric taxis have been introduced into transportation systems. They need special attention because of its different driving patterns. In contrast to private electric vehicles, which can be recharged for a long period, electric taxis need to recharge only for a short time due to their constant operation. Therefore, fast charging stations are required to meet the demand for recharging electric taxis and should be located at strategic places. In addition, an analysis must be performed to connect these stations in the electric network. To improve their allocation and connectivity, this work presents a methodology to help in decision making for installing fast charging stations, considering as criteria: locations with greater flow of electric taxis and low level of state of charge, the available physical space to carry out their recharge and cost functions for the connection of charging stations. The result of the proposal is a map with the location of fast charging stations and analysis of the lowest cost places for connection to the network. The methodology is tested in a medium-sized city in Brazil, showing the importance of this map and cost functions in decision making. The proposal is compared with another methodology, showing that the proposed method considers different criteria and creates a better spatial distribution of charging stations giving better options to the owners of electric taxis. CAPES: 1667419

Submitted by Pedro Paulo Cunha (pp.cunha64@yahoo.com.br) on 2018-10-23T02:32:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Tarifa Branca-Final (Final).pdf: 7434657 bytes, checksum: c31537eb98863a6c416470a25e483b91 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-10-23T19:51:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cunha_pp_me_ilha.pdf: 7434768 bytes, checksum: cbe42b740046080456543bafdd27152f (MD5) Made available in DSpace on 2018-10-23T19:51:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cunha_pp_me_ilha.pdf: 7434768 bytes, checksum: cbe42b740046080456543bafdd27152f (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 Neste trabalho o espaço geográfico é incorporado ao estudo da análise das potencialidades de migração de consumidores residenciais para uma nova opção tarifária: a tarifa branca. Os trabalhos avaliados no tema não incorporam a análise espacial de dados geográficos. Em geral apresentam as classes de consumo que mais se beneficiam com a adoção da nova opção tarifária e aspectos relacionados à estrutura tarifária de energia elétrica no Brasil. No entanto, o estudo das características do lugar onde pode ser mais provável a migração massiva de consumidores para a tarifa branca pode trazer informações relevantes para direcionar a atenção das distribuidoras de energia na aquisição de medidores eletrônicos e outros equipamentos para determinadas regiões da área urbana do município. Promove-se dessa forma um melhor dimensionamento do sistema elétrico. Os resultados deste trabalho são mapas de probabilidades úteis para indicar as subáreas onde há maior probabilidade de migração de consumidores residenciais para a tarifa branca. Esses mapas indicam que algumas regiões da cidade como a porção central e leste para os anos de 2018 e 2019 exibem maior probabilidade de unidades consumidoras aptas a migrarem para a tarifa branca. Portanto, há nessas regiões uma tendência de redução da demanda de ponta (ou de pico). Espera-se uma mudança de perfil de carga daqueles alimentadores que atendem regiões onde há maior quantidade de consumidores que irão migrar para a tarifa branca. O espaço é incorporado neste trabalho via técnicas de regressão espacial de dados geográficos por áreas, utilizando como variável dependente a taxa de migração para tarifa branca (TMTB). Variáveis socioeconômicas são empregadas para explicar as diferenças entre a TMTB nas diferentes subáreas do perímetro urbano analisado. Este estudo foi realizado em um município do Estado de Mato Grosso do Sul com aproximadamente 300 mil unidades consumidoras. Os resultados deste trabalho mostram um indicativo de possíveis subáreas onde poderá ocorrer maior ou menor migração de consumidores para a tarifa branca. In this work the geographic space is incorporated to the study of the analysis of the potentialities of migration of residential consumers for a new tariff option: the white tariff. The works evaluated in the theme do not incorporate the spatial analysis of geographic data. In general, they present the classes of consumption that most benefit from the adoption of the new tariff option and aspects related to the tariff structure of electric energy in Brazil. However, the study of the characteristics of the place where the massive migration of consumers to the white tariff may be most likely to bring relevant information to direct the attention of energy distributors in the acquisition of electronic meters and other equipment for certain regions of the urban area of the County. In this way, a better design of the electrical system is promoted. The results of this work are useful probability maps to indicate the subareas where there is a greater probability of migration of residential consumers to the white tariff. These maps indicate that some regions of the city such as the central and eastern portions for the years 2018 and 2019 are more likely to be consumer units able to migrate to the white tariff. Therefore, there is a tendency in these regions to reduce the peak (or peak) demand. A load profile change is expected from those feeders serving regions where there are more consumers who will migrate to the white tariff. The space is incorporated in this work through techniques of spatial regression of spatial data by area, using as a dependent variable the rate of migration to white tariff (TMTB). Socioeconomic variables are used to explain the differences between TMTB in the different subareas of the urban perimeter analyzed. This study was carried out in a municipality of the State of Mato Grosso do Sul with approximately 300 thousand consumer units. The results of this work show an indicative of possible subareas where more or less migration of consumers to the white tariff may occur.

Submitted by DARWIN ALEXIS QUIJANO RODEZNO (alexisqr@yahoo.es) on 2018-05-08T15:12:06Z No. of bitstreams: 1 TeseDarwinQuijano.pdf: 3515679 bytes, checksum: f52d72089eda5a3bb15b367d3afbf33a (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-05-08T17:48:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 quijanorodezno_da_dr_ilha.pdf: 3515679 bytes, checksum: f52d72089eda5a3bb15b367d3afbf33a (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-08T17:48:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 quijanorodezno_da_dr_ilha.pdf: 3515679 bytes, checksum: f52d72089eda5a3bb15b367d3afbf33a (MD5) Previous issue date: 2018-04-19 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Atualmente, existe uma tendência para aumentar a participação da Geração Distribuída (GD) baseada em Fontes de Energia Renováveis (FER) no suprimento do consumo global de energia elétrica. Esta tendência está sendo impulsionada principalmente por iniciativas governamentais destinadas a aumentar a eficiência energética, aumentar o uso da energia proveniente das FER e reduzir as emissões de gases de efeito estufa. No entanto, à medida que seu nível de penetração aumenta, a GD pode dar origem a um sistema incapaz de fornecer energia de forma confiável e de acordo com os padrões de qualidade. Nesse cenário, a Gestão de Redes Ativas (GRA) surge como uma alternativa para a integração de grandes montantes de GD. A GRA promove a disponibilização de instrumentos comerciais e regulatórios, e o fornecimento das redes de distribuição com tecnologias de automação para procurar serviços ancilares e flexibilidade a partir da GD. A GRA requer o desenvolvimento de ferramentas computacionais para coordenar a implementação de esquemas de controle inteligentes, chamados de esquemas de GRA, a fim de otimizar a utilização e operação das redes. Neste trabalho, são propostos modelos de otimização e técnicas de solução para a GRA considerando a integração de GD solar fotovoltaica e eólica e a eficiência energética. O primeiro modelo é desenvolvido para determinar a capacidade máxima de GD que pode ser alocada em uma rede de distribuição quando se considera o efeito da tensão na eficiência das cargas. No segundo modelo, o procedimento de controlar os níveis de tensão para reduzir a demanda das cargas é implementado para economia de energia e para o balanço de geração e demanda, através de uma estratégia projetada para o planejamento da operação de redes de distribuição ativas. Em ambos os modelos as incertezas são consideradas através de formulações de programação estocásticas de dois estágios. Os esquemas de GRA considerados são o controle coordenado da tensão através de reguladores de tensão e transformadores com comutador de tap sob carga, suporte de potência reativa através da GD, e corte de geração. A técnica de solução envolve a discretização das funções de densidade de probabilidade que definem os parâmetros incertos através de um processo de geração e redução de cenários. Depois, o método de decomposição de Benders é aplicado para reduzir o esforço computacional necessário para resolver os problemas formulados. Os algoritmos desenvolvidos foram testados em dois sistemas teste IEEE e os resultados mostraram benefícios importantes para a integração de GD e a eficiência energética. Nowadays, there is a trend to increase the participation of distributed generation (DG) based on renewable energy sources in supplying the global electricity consumption. This trend is being driven mainly by government initiatives to increase energy efficiency, convert the energy use to renewable sources and reduce greenhouse gas emissions. However, as its penetration level increases, the DG can give rise to a system unable to deliver energy reliably and according to quality standards. In this scenario, active network management (ANM) emerges as an alternative for the integration of large amounts of DG. ANM promotes the availability of commercial and regulatory instruments and the provision of distribution networks with automation technologies for procuring ancillary services and flexibility from the DG. ANM requires the development of computational tools to coordinate the implementation of intelligent control schemes, called ANM schemes, in order to optimize the utilization and operation of distribution networks. In this work, optimization models and solution techniques are proposed for ANM considering the integration of solar and wind-based DG and energy efficiency. The first model is developed to determine the maximum capacity of DG that can be allocated in a distribution network when considering the effect of voltage on load efficiency. In the second model, the procedure of controlling the voltage levels to reduce the load demand is implemented for energy saving and for balancing the demand and generation, in a strategy designed for the operation planning of active distribution networks. In both models the uncertainties are considered through two-stage stochastic programming formulations. The ANM schemes considered are the coordinated voltage control through voltage regulators and transformers with on-load tap changer, reactive power support from the DG, and DG generation curtailment. The solution technique involves the discretization of the probability density functions that define the uncertain parameters through a scenario generation and reduction process. Then, the Benders decomposition method is applied in order to reduce the computational effort required to solve the formulated problems. The developed algorithms were tested in two IEEE test systems and the results showed important benefits for the integration of DG and energy efficiency. 2014/14201-0 e 2015/12911-3

Orientadores: Walmir de Freitas Filho, Fernanda Caseño Trindade Arioli Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Nos últimos anos, em decorrência dos recentes avanços tecnológicos dedicados aos sistemas elétricos de potência, verifica-se um crescente monitoramento das redes de distribuição, acompanhado da implantação de uma infraestrutura avançada de medição. Funções adicionais incorporadas aos medidores de energia tradicionais, associadas à capacidade de comunicação de dados em duas vias, caracterizam os chamados medidores inteligentes (smart meters). Diante da quantidade de dados potencialmente disponibilizada por esses medidores, há grande expectativa em relação ao uso da estimação de estados em sistemas de distribuição e às aplicações que podem ser dadas a essa ferramenta, visando à melhora da qualidade da energia suprida e à redução dos custos operacionais das distribuidoras de energia elétrica. Nesse contexto, esta tese de doutorado apresenta uma abordagem crítica e sistemática do estimador de estados de sistemas de distribuição (EESD), e propõe métodos eficientes dedicados a funções de gerenciamento desses sistemas, explorando-se a potencialidade dos medidores inteligentes e sua instalação em larga escala. Inicialmente, é quantificada a perda de informação do EESD devida à agregação das medidas no tempo, tendo em vista a frequência de envio dos dados dos medidores à central de gerenciamento. Em seguida, as seguintes aplicações do EESD voltadas à supervisão e gerenciamento dos sistemas de distribuição são propostas: uma metodologia de detecção e localização de perdas não técnicas por meio da análise de erros grosseiros; e uma metodologia de detecção de afundamentos e desequilíbrio de tensão. Os resultados obtidos mostram que as soluções apresentadas neste trabalho agregam valor às informações fornecidas pelos medidores inteligentes, possibilitando maior retorno dos investimentos envolvidos na implantação de uma infraestrutura avançada de medição Abstract: Nowadays, technological advances dedicated to electric power systems have motivated the monitoring of distribution networks by the development of an advanced metering infrastructure. New features have been incorporated into the traditional energy meters that, when associated with the possibility of two-way data communication, characterize the so-called smart meters. Given the large amount of available data resulted from this scenario, there is an expectation about the use of the state estimation in distribution networks, mainly related to the applications that can benefit from this tool, which can improve the quality of the energy supplied and reduce the operational costs of distribution utilities. In this context, this work presents a critical and systematic investigation of the use of distribution system state estimator (DSSE) in some functions of the distribution management system and the large-scale deployment of smart meters is the basis of the proposed methodologies. Firstly, the loss of information of the DSSE caused by the frequency of data communication and the measurement aggregation in time is quantified. Then, DSSE applications focusing on the supervision and management of the distribution systems are proposed: a methodology to detect and locate non-technical losses using bad data analysis; and a methodology to detect voltage sags and voltage unbalance. The solutions presented in this work add value to the information provided by the smart meters and allow a higher return of the investments in an advanced metering infrastructure Doutorado Energia Elétrica Doutora em Engenharia Elétrica

Submitted by JOHN WILLIAM NEGREIROS TERRONES null (johneter@hotmail.com) on 2018-01-19T17:02:53Z No. of bitstreams: 1 DissertaçãoJohn_JB (1).pdf: 14046795 bytes, checksum: deeec72b971c8015d40780ccc3ee8e37 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-01-19T17:54:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 terrones_jwn_me_ilha.pdf: 14046795 bytes, checksum: deeec72b971c8015d40780ccc3ee8e37 (MD5) Made available in DSpace on 2018-01-19T17:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 terrones_jwn_me_ilha.pdf: 14046795 bytes, checksum: deeec72b971c8015d40780ccc3ee8e37 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho, propõe-se uma metodologia baseada nas incertezas da radiação solar para prever o despacho de demanda e reativos nos sistemas de distribuição radial com geradores fotovoltaicos (GFs). O objetivo dessa metodologia é melhorar o perfil da magnitude de tensão para o dia seguinte, sujeito a certas restrições operativas do sistema elétrico de distribuição. No desenvolvimento dos algoritmos de solução são considerados geradores distribuídos que têm forte dependência das variações da fonte primária de energia (principalmente sistemas fotovoltaicos), ou seja, os limites de injeção de potência dos GFs dependem das incertezas da radiação solar. Este grupo de geradores precisa de considerações que incluam as incertezas na geração de energia. Para isso, elaboram-se cenários de radiação baseado na função de distribuição de probabilidade beta. Assim, são realizados fluxos de potência probabilísticos em múltiplos cenários. Leva-se em consideração, os objetivos a serem otimizados por meio de técnicas multiobjetivo, observando principalmente, os desvios da tensão nos nós e as perdas de potência nas linhas do sistema. A metodologia proposta foi implementada em linguagem de modelagem algébrica com o AMPL para descrever o problema de otimização e resolvido usando o solver comercial CPLEX. Os sistemas testes de 34 e 123 nós foram utilizados para avaliar os modelos matemáticos e a eficiência da técnica de solução proposta para o problema de controle dos sistemas de distribuição radiais com GFs. This work presents a methodology based on uncertainties of solar radiation to predict demand and reactive dispatch in the radial distribution systems with photovoltaic generators (GFs). The objective is to improve the voltage magnitude profile for a day ahead, subjecting to operation constraints of distribution system. In order to evaluate the optimization criteria for distribution networks, active power balance equations have to be solved. It is considered that distributed generators have a high coherence to variations of the primary energy source (mainly photovoltaic systems), where, the power injection limits of the GFs depend on the uncertainties of the solar radiation. Uncertainties in generation are needed to be considered for this type of generator. Thus, the beta probability distribution function has been employed to include different radiation scenarios in the problem formulation. The aim of this research evolves the development of an optimization tool to predict the reactive power dispatch of GFs considering the uncertainties of solar radiation. For this purpose, the probabilistic power flow is performed under various scenarios. The Multiobjective optimization problem is formulated by including the buses (nodes) voltage deviations and the power losses of distribution lines in two different objective functions. The proposed methodology was implemented in AMPL mathematical model language and solved using the commercial CPLEX solver. The 34 and 123 nodes test systems are applied to show efficiency of presented mathematical models, i.e. control of radial distribution systems with GFs, and the proposed solution method.

Submitted by JAIMIS SAJID LEON COLQUI null (jeimis.leon@gmail.com) on 2017-06-30T12:04:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Jaimis Leon_Eng_Eletrica.pdf: 1870541 bytes, checksum: cb3fb21a21d28fea6773b5e6d6b213bd (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-30T14:27:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 leoncolqui_js_me_ilha.pdf: 1870541 bytes, checksum: cb3fb21a21d28fea6773b5e6d6b213bd (MD5) Made available in DSpace on 2017-06-30T14:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leoncolqui_js_me_ilha.pdf: 1870541 bytes, checksum: cb3fb21a21d28fea6773b5e6d6b213bd (MD5) Previous issue date: 2017-01-30 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho apresenta uma proposta de estratégia global de controle de tensão que emprega programação não linear e duas extensões de estratégias de controle de tensão, encontrados na literatura. O principal objetivo destas estratégias é solucionar o problema de aumento de tensão nas redes de distribuição de baixa tensão, causado pela injeção de potência do gerador fotovoltaico distribuído. Estas estratégias de controle de tensão foram implementadas e analisadas a fim de verificar a sua eficácia e comparar os seus comportamentos. Para os testes, foram considerados a operação de geradores fotovoltaicos monofásicos e trifásicos distribuídos em um sistema teste de distribuição em baixa tensão. Os resultados mostraram que depois da aplicação das estratégias de controle, os perfis de tensão em regime permanente ficaram dentro da faixa de tensão permitida, obtendo-se uma mínima redução de potência ativa injetada dos geradores fotovoltaicos com os seus correspondentes fatores de potência. This work presents a proposal of a global voltage control strategy that use nonlinear programming and two extensions of voltage control strategies that are found in the literature. The main objective of these strategies is to solve the problem of voltage increase in low voltage distribution networks, caused by the power injection of the distributed photovoltaic generator. These voltage control strategies have been implemented and analyzed in order to verify their effectiveness and compare their behaviors. For the test, the operation of single-phase and three-phase photovoltaic generators distributed in a low voltage distribution test system were considered. The results showed that after the application of the control strategies, the steady-state voltage profiles were whihin the allowed voltage range, obtaining a minimum reduction of the active power injection of the photovoltaic generators with their corresponding powe factors.

Orientador: Marcos Julio Rider Flores Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Neste trabalho é apresentada uma nova estratégia de gerenciamento do carregamento de Veículos Elétricos (VEs) através de um enfoque de controle descentralizado, considerando-se apenas o conhecimento do histórico da magnitude de tensão em cada ponto de carga onde um VE pode ser conectado. Procurou-se garantir os limites operacionais de magnitude de tensão e minimizar a sobrecarga dos transformadores de distribuição. Para diminuir o custo da energia fornecida aos VEs foi incorporada uma estratégia de carregamento com base na preferência de carga do usuário, no custo da energia e no histórico do caminho percorrido pelos veículos, informações que podem ser obtidas via internet das coisas (IoT). O método foi avaliado em um sistema teste de distribuição trifásico desequilibrado de 178 nós, que considera tanto o sistema primário quanto o secundário, onde são analisados variados níveis de penetração de VEs e o funcionamento ante a operação de um regulador de tensão (RT). Para avaliar o desempenho da metodologia proposta foram utilizadas simulações de Monte Carlo (MC), considerando diferentes cenários estocásticos de carregamento dos VEs, estado inicial das baterias e demandas convencionais; também analisando diferentes cenários de operação, como o carregamento sem controle e o carregamento descentralizado com e sem prioridade de usuário. Finalmente, os resultados do esquema de carregamento proposto são comparados com uma técnica de carregamento centralizada baseada num modelo de programação linear inteiro misto Abstract: A new decentralized approach for the charging coordination of electric vehicles (EVs) connected to electrical distribution systems (EDS) is presented. The proposed charging coordination uses historic information of the voltage magnitudes at each load node in which an EV is being charged to guarantee that voltage magnitudes will be above their lower limits and distribution transformers will not reach their overload capacity. Furthermore, information gathered via Internet of Things (IoT), such as user¿s priorities, cost of energy and EV¿s historic routes can be used by the proposed decentralized approach to diminish the cost of the energy supplied to the EVs. The method was tested using an unbalanced three-phase EDS with 178 nodes, different EV penetration levels and a fixed voltage regulator case. Monte Carlo simulations have been implemented to analyze the performance of the proposed approach in different stochastic EVs charging scenarios, initial state of the batteries, and conventional demands. Also analyzing operating scenarios with and without charging control, and with or without user¿s priorities. Finally, results are compared with the solution found by a centralized EV charging coordination approach based on a mixed-integer linear programming mode Mestrado Energia Elétrica Mestre em Engenharia Elétrica CAPES

Submitted by MARIO ANDRES MEJIA ALZATE (marioandretty_17@hotmail.com) on 2017-01-15T06:04:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado_final_1 (2).pdf: 10151663 bytes, checksum: 19b32f17aadb3d9188da99327b13cc74 (MD5) Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-19T17:23:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mejiaalzate_ma_me_ilha.pdf: 10151663 bytes, checksum: 19b32f17aadb3d9188da99327b13cc74 (MD5) Made available in DSpace on 2017-01-19T17:23:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mejiaalzate_ma_me_ilha.pdf: 10151663 bytes, checksum: 19b32f17aadb3d9188da99327b13cc74 (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho é apresentado um método que permite determinar o crescimento espaço-temporal da demanda de energia elétrica devido às mudanças nos hábitos de consumo no setor residencial. A proposta é baseada em uma regressão ponderada geograficamente que permite determinar a localização espacial dos setores com maior proporção de residências candidatas para comprar um novo eletrodoméstico, e uma regressão de distribuição logística que permite simular em cada setor, como vai ser o crescimento ao longo do tempo dessa proporção de residências candidatas para comprar o aparelho. Finalmente, o método determina o impacto nas curvas de carga dos transformadores de distribuição, considerando: o número de residências candidatas em cada setor, e informações do eletrodoméstico em estudo, tais como: curva de carga em p.u, potência nominal, fator de utilização, fator de coincidência e fator de potência. A região em estudo é dividida em pequenas subáreas, com o objetivo de melhorar a resolução espacial do prognóstico, e também considerar interrelações de proximidade entre as subáreas, para determinar como as decisões tomadas em um local influenciam nas preferências de seus vizinhos. O método proposto usa como dados de entrada variáveis socioeconômicas do censo da população que são de fácil acesso para as empresas do setor elétrico e que caracterizam a economia e as preferências da população da cidade em estudo. O método proposto foi aplicado em uma cidade de médio porte da República do Equador a fim de determinar o crescimento espaço-temporal da demanda de energia devido à compra de fogões de indução. Os resultados obtidos são mapas que permitem identificar os setores mais vulneráveis para apresentar crescimento da demanda devido à compra do eletrodoméstico. Também são apresentados gráficos que mostram o impacto nas curvas de carga dos transformadores durante o período de estudo estabelecido. Esses resultados fornecem informações importantes que servem de referência no planejamento do sistema de distribuição e do mercado de energia elétrica. This work presents a method to determine the spatial-temporal growth of electric energy demand due to changes in consumption habits in the residential sector. The proposal is based on a geographically weighted regression that allows us to determine the spatial location of the sectors with the highest proportion of candidate households to buy a new appliance, and a logistic distribution regression that allows us to simulate in each of these sectors, the growth over time, the proportion of households that are candidates to buy this appliance. Finally, the method determines the impact on the load curves of the distribution transformers, considering: the number of candidate households in each sector, and information of the home appliance, such as: load curve in pu, nominal power, utilization factor, Coincidence factor and power factor. The study area is divided into small subareas with the aim of improving the spatial resolution of the prognosis and also considers the interrelation of proximity between the subareas to determine how decisions made in one place can influence the preferences of its neighbors. The input data of the proposed method are socioeconomic variables of the population census, which are easily accessible to companies in the electricity sector, and which characterize the economy and the preferences of the population of the studied city. The method was applied in a medium-sized city of the Republic of Ecuador in order to determine the spatial-temporal growth of energy demand due to the purchase of induction stoves. The results obtained are maps that allow identifying the most vulnerable sectors to show increased demand due to the purchase of the appliance. Also, graphs were obtained that show the impact on the load curves of the transformers during the established study period. These results provide important information that serve as a reference in planning the distribution system and the electricity market.

Submitted by LUCAS TELES DE FARIA null (lucas.teles.faria@gmail.com) on 2016-04-06T05:42:40Z No. of bitstreams: 1 TESE_DOUTORADO_ENG.ELETRICA_LUCAS-TELES-DE-FARIA.pdf: 4869615 bytes, checksum: 5cea8811bb7d053c5440e3d6fb5d55cd (MD5) Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-04-07T19:51:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 faria_lt_dr_ilha.pdf: 4869615 bytes, checksum: 5cea8811bb7d053c5440e3d6fb5d55cd (MD5) Made available in DSpace on 2016-04-07T19:51:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 faria_lt_dr_ilha.pdf: 4869615 bytes, checksum: 5cea8811bb7d053c5440e3d6fb5d55cd (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho o espaço geográfico é incorporado ao estudo das perdas não técnicas. Os trabalhos avaliados em perdas comumente não consideram a localização espacial das mesmas de forma explícita. No entanto, o estudo das características do lugar onde elas ocorrem pode trazer informações imprescindíveis para melhor compreensão do problema. O espaço é incorporado via técnicas de análise espacial de dados geográficos. A saber: análise espacial de padrões de pontos e análise espacial de dados agregados por áreas. A localização das perdas é obtida através de dados de inspeções reais georreferenciados obtidos a partir de uma concessionária de energia elétrica. Os atributos socioeconômicos do censo demográfico e da rede de distribuição de energia do lugar onde ocorrem as perdas são considerados via técnicas de regressões espaciais. São elas: modelo aditivo generalizado (GAM) e regressão geograficamente ponderada (GWR). Esses atributos são as variáveis independentes das regressões espaciais e auxiliam na explicação da disposição das perdas no espaço geográfico do município em estudo. Essas regressões são combinadas com as cadeias de Markov para produção de mapas de probabilidades de perdas. Esses mapas indicam as subáreas do município que são mais vulneráveis às perdas em termos probabilísticos. Por meio deles, estima-se a evolução das perdas não técnicas no espaço geográfico do município ao longo do tempo. Os mapas de probabilidade de perdas são uma ferramenta gráfica, de fácil interpretação e que auxiliam no planejamento de uma série de ações de prevenção e combate às perdas. Este estudo foi realizado em um município de porte médio do interior paulista com aproximadamente 81 mil unidades consumidoras, sendo que os resultados das simulações foram comparados com dados reais de inspeções em campo. A taxa de acerto para estimação das áreas vulneráveis às perdas via modelo aditivo generalizado (GAM) e cadeias e Markov foi superior a 80%. In this work the geographic space is incorporated into the study of non-technical losses. Studies on non-technical losses do not often consider the spatial location of them explicitly. However, the study of the characteristics of the place where they occur can provide essential information to better understanding of the problem. The space is incorporated via spatial analysis techniques of geographical data; to know: spatial analysis of point patterns and spatial analysis of data aggregated by areas. The location of the losses is determined via georeferenced inspections data obtained from an electrical power utility. Socioeconomic attributes of the census and the distribution network of energy of the place where the losses occur are considered using the spatial regressions techniques; namely: generalized additive model (GAM) and geographically weighted regression (GWR). These attributes are the independent variables of spatial regressions and assist in the provision of the explanation of the losses in the geographical space of the city under study. These regressions are combined with Markov chains to produce the loss probability maps. These maps show the city subareas that are more vulnerable to losses in probabilistic terms. Through them, the evolution of non-technical losses in the geographical area of the city over the time is estimated. The loss probability maps are a graphical tool, easy to interpret and to assist in planning a series of actions to prevent and combat to losses. This study was conducted in a medium-sized city of São Paulo with about 81,000 consumer units, and the simulation results were compared with real data obtained in field inspections. The hit rate for the estimation of areas vulnerable to losses via generalized additive model (GAM) and Markov chains surpasses 80%.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-11. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:07Z : No. of bitstreams: 1 000835933.pdf: 1986910 bytes, checksum: b7de0f891179f80c4cdf77a36a4c3dce (MD5) Neste trabalho, um sistema de distribuição de energia elétrica com a inclusão de geração distribuída é investigado, através de técnicas de otimização multiobjetivo. O estudo consiste em alocar geração distribuída no sistemas de distribuição com base em parâmetros técnicos e econômicos. O sistema é investigado considerando dois interesses: de um lado, o Produtor Independente de Energia Elétrica e, do outro lado, a Empresa de Distribuição de Energia Elétrica operadora do sistema. Na perspectiva do produtor independente, o modelo adotado busca maximizar a geração de potência ativa da geração distribuída e minimizar os custos associados. Na perspeciva da operadora do sistema, o modelo objetiva maximizar a valoração das perdas, maximizar a confiabilidade e minimizar os custos envolvidos em adequação do sistema de distibuição de energia elétrica. Através de técnicas de otimização multiobjetivo foram otimizados os objetivos. O algoritmo utilizado foi o Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2 (SPEA2) com a finalidade de gerar as soluções não-dominadas dos problemas. Para avaliar a eficácia do modelo proposto, foi utilizado o sistema teste de 135 barras. Os resultados alcançados para os dois problemas, considerando os parâmetros utilizados, foram um conjunto de soluções não-dominadas, que estabeleceram um conflito entre o produtor de energia e a distribuidora que opera o sistema, pois a alterantiva que revelou-se a mais promissora para o produtor revelou-se a menos atrativa para a Empresa distribuidora. Este ponto constitui a principal contribuição do presente estudo, pois o conjunto de soluções encontradas pelo algoritmo SPEA2 constituem um ambiente flexível que permite ao produtor de energia e distribuidora de energia avaliarem cada proposta de solução e decidir por aquela que mais se aproxima aos interesses de ambas as partes In this work, an electricity distribution system with distributed generation is investigated using a multi-objective optimization technique. The study consists of allocating distributed generation based on technical and economic parameters. The system is investigated considering two interests: on one hand, from the Independent Energy Producer (IEP), which owns the distribued generators, and, on the other hand, from the Electricity Distribution Company (EDC), which operates the system. From the perspective of the IEP, the adopted model seeks to maximize the active power generation of distributed generators and minimize costs associated to this generation. From the perspective of the EDC, the model aims to maximize the valuation of losses, maximize the reliability of the system and minimize costs involved in adaptation of the network due to the instalation of the distributed generators. A multi-objective optimization technique, the Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2 (SPEA2), was used in order to generate the non-dominated solutions of the porposed problems. To evaluate the effectiveness of the proposed model, the 135-bar test system was used. The results for the two problems, for the parameters used in this study, were a set of non-dominated solutions, which established a conflict between the IEP and the EDC because the alternative that proved the most promising for the IEP was the less attractive for the EDC. This point constitutes the main contribution of this study, because the set of solutions found using the SPEA2 constitute a flexible environment that allows the IEP and the EDC evaluate each proposed solution and decide on the one that is closest to the interests of both parties

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-19Bitstream added on 2014-12-02T11:20:50Z : No. of bitstreams: 1 000800395.pdf: 8014277 bytes, checksum: 4d3812c95097038d04def6f44aa4be16 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho, apresenta-se um método de simulação por quadrículas para os estudos de previsão espacial da densidade de carga nos sistemas de distribuição de energia elétrica da zona urbana, o qual pode ser considerado como uma ferramenta de auxílio para os planejadores das empresas de distribuição durante o processo de planejamento da expansão dos sistemas de distribuição no médio e longo prazo. No método proposto, são utilizados conceitos da geometria fractal para melhorar a caracterização da distribuição espacial do consumo de energia elétrica na zona urbana da cidade. Além disso, considera-se a disponibilidade atual de dados nas empresas de distribuição como: o conjunto de dados georreferenciados dos elementos da rede e mapas da zona de concessão urbana. Uma das contribuições deste trabalho é apresentar um modelo que realiza a simulação de forma conjunta do crescimento de carga por causa da: expansão da cidade, livre vontade dos habitantes para povoar em regiões disponíveis e influência das infraestruturas urbanas para atrair ou repelir novos usuários. Assim, este modelo pode ajudar na criação de cenários prospectivos no planejamento da expansão da rede elétrica, considerando o crescimento dinâmico da zona urbana na cidade. O método proposto foi testado em um sistema de distribuição real de uma cidade de médio porte. O resultado do método é um mapa com a distribuição espacial da densidade de carga simulada na zona de estudo, que mostra as subáreas com maior crescimento na sua densidade de carga. Desta forma, esse mapa permite a verificação da capacidade dos equipamentos do sistema de distribuição, a fim de suprir tal crescimento de carga. O modelo proposto é avaliado utilizando uma análise espacial do erro cometido na alocação de cargas no processo de simulação da densidade de carga existente, a qual mostra uma eficácia para caracterizar o padrão espacial de consumo de energia elétrica, com um erro global de simulação menor que 3% da carga total instalada na cidade. This thesis presents a grid-based simulation method for spatial load forecasting studies in the electric distribution systems in the urban area. This approach can be considered as a useful tool to aid planning engineers in the process of distribution systems expansion planning in the mid- and long-term. The fractal geometry concepts are used to improve the characterization of the spatial pattern of the load density in the urban area considering the available data on the electrical distribution utilities, using a data georeferenced of network elements and maps of the urban area. One of the contributions of this work is a tool to jointly simulate: the expansion of the city, the free decision of inhabitants to populate regions, and the influence of urban infrastructure to attract or repel new users. Thus, this model can help creating future scenarios in the process of distribution systems expansion planning considering the dynamic growth of the urban area. The proposed method was tested in a real distribution system of a medium-sized city. The result is a map of the spatial distribution of the load density simulated in the study area, which shows the subareas with high growth in their load density. This map allows the verification of the distribution system capacity in order to meet the load growth. The proposed model is evaluated using a spatial analysis of the loads allocation error in the simulation of the actual load density; it shows an efficacy to characterize the spatial pattern of consumption of electricity with a simulation global error inferior to 3% of the total load installed in the city.

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-21Bitstream added on 2014-12-02T11:20:53Z : No. of bitstreams: 1 000800890.pdf: 1605194 bytes, checksum: 91f4db558e2733ce3aba89b74a888b05 (MD5) Uma nova abordagem do controle integrado de tensão e reativos para a operação de redes de distribuição de média tensão é proposta neste trabalho, com vistas a explorar o problema de economia de energia e redução do pico de demanda através da redução da tensão da rede, procedimento chamado de “Conservation Voltage Reduction” (CVR). Amplas aplicações de CVR podem fornecer benefícios significativos em termos técnicos, econômicos e ambientais. Porém em alguns casos, devido às variações inesperadas, importantes desvios de tensão podem aparecer e causar níveis de tensão indesejáveis. Portanto, este trabalho visa mitigar o problema da aplicação de redução de tensão via otimização multiobjetivo, usando um algoritmo genético. A proposta apresentada é para a fase de operação, levando em conta a redução da injeção de potência ativa e o desvio na tensão, com uma estratégia baseada em uma previsão de carga com um dia de antecedência e considerando a atuação de transformadores com On Load Tap Changer (OLTC), reguladores de tensão automáticos, bancos de capacitores e a presença de geração distribuída (GD) na rede de distribuição. Assim, o resultado é um conjunto de soluções ótimas não dominadas (fronteira de Pareto) e o decisor (decision maker) pode escolher quando, como e onde aplicá-las para alcançar diferentes objetivos A new approach for the integrated Volt-Var control (IVVC) for medium voltage distribution networks operation is proposed here, seeking to explore the problem of energy savings and peak demand relief through the voltage reduction procedure called Conservation Voltage Reduction (CVR). Wide applications of CVR can provide significant benefits on technical, economic and environmental terms. However, in some cases, due to unexpected variation, significant voltage deviations may appear and cause undesirable voltage levels. Therefore, this paper seeks to mitigate the problem of voltage reduction application via multiobjective optimization. The proposal presented here is for the operation phase, taking into account the active power intake reduction and the voltage deviation, with a strategy based on a day ahead load forecast and considering the presence of transformers with On Load Tap Changer (OLTC), automatic voltage regulators, capacitor banks and distributed generation,. Therefore the result is a set of non-dominated optimal solutions (Pareto front), and the decision maker may decide when, where and how to apply them to meet different goals

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-24Bitstream added on 2014-06-13T20:29:05Z : No. of bitstreams: 1 garciaosorio_va_me_ilha.pdf: 7086249 bytes, checksum: f0c9e3175a083de7a457f0924775c2ef (MD5) O escopo deste trabalho é a otimização do carregamento dos Veículos elétricos (VEs) em um ambiente controlado, considerando-se uma infraestrutura de medição avançada. O método desenvolvido utiliza uma técnica de otimização linear, a qual determina a potência elétrica que será entregue a cada VE considerando como restrições os níveis de operação da rede elétrica de média tensão. Essa potência será chamada neste trabalho como taxa de carregamento ótimo. Para a aplicação da metodologia proposta neste trabalho, é necessário conhecer a distribuição espacial dos veículos elétricos híbridos plug-in (PHEVs) na cidade e a distância percorrida por cada um deles. Para isto, foi utilizado o modelo espaço-temporal que utiliza um sistema multiagente e um enfoque de percolação o qual permite estimar a localização de cada PHEV e o estado de carga inicial (SOC) para a conexão no sistema. Estes dados são considerados como dados de entrada para a metodologia apresentada neste trabalho. O método foi testado no sistema teste IEEE 34 considerando niveis de penetração de 15%, 30% e 50% e o algoritmo desenvolvido foi implementado em linguagem de programação MATLAB 7.9.0 (R2009a). Os resultados mostram que com uma porcentagem de penetração de 15%, é possível atender a demanda adicional, representada pela conexão dos PHEVs, sem violar as restrições de operação do sistema; com uma porcentagem de penetração de 30%, os resultados mostram que, preservando os limites de operação do sistema, uma porcentagem de 20,66% dos PHEVs consegue carregar totalmente suas baterias. Também, com uma porcentagem de penetração de 50% os resultados mostram que 8,56% dos PHEVs consegue ficar dentro de um nível de energia aceitável. Porém, gerando cenários de recarga onde os níveis de tensão do sistema são aumentados e... The scope of this work is to optimize the charging of electric vehicles (EVs) in a controlled environment, considering an advanced metering infrastructure. The method uses a linear optimization technique, which determines the electrical power that will be delivered to each EV considering the levels of operating constraints in a medium-voltage distribution network. In this work, such power is called the optimal charging rate. For the application of the methodology proposed in this work, it is necessary to know the spatial distribution of the hybrid electric vehicles (PHEVs) and the distance traveled by each of them. For this, this work used the spatial-temporal model formed by a multi-agent system with a percolation approach to estimate the location of each PHEV, and the initial state of charge (SOC) in the beginning of recharge. These data are considered as inputs of the presented methodology in this work. The method was tested in the IEEE 34 test system considering penetration levels of 15%, 30% and 50% and the developed algorithm was implemented in the MATLAB programming language 7.9.0 (R2009a). The results show that with 15% of penetration, it is possible to meet the additional demand, represented by the connection of PHEVs without violating the operation system constraints; with a percentage of 30% penetration, the results show that while preserving the operating limits of the system, a percentage of 20.66% of PHEVs can fully charge their batteries. Also, with a percentage of 50% penetration results show that 8.56% of PHEVs can stay within an acceptable power level. However, creating scenarios where the system voltage levels are increased and, moreover, the charging time is extended, the batteries of all PHEVs, representing a rate of penetration of 30% are in the end of the clearance within an acceptable level and, for 50%, a... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-01Bitstream added on 2014-06-13T18:08:27Z : No. of bitstreams: 1 faria_lt_me_ilha.pdf: 1374393 bytes, checksum: 021c232f9110d70353e324741a8e1388 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) As perdas de energia elétrica por fraudes, ligações clandestinas ou erro na medição são denominadas Perdas Não-Técnicas ou Perdas Comerciais e seu combate tem sido prioridade quer por empresas concessionárias de distribuição de energia elétrica, quer por órgãos reguladores. Nesse contexto, neste trabalho, implementa-se computacionalmente um sistema inteligente híbrido intercomunicativo específico que se baseia no emprego de diferentes técnicas oriundas da área de sistemas inteligentes tais como redes neurais e lógica fuzzy em módulos independentes e que se comunicam entre si. O sistema é baseado em três pilares: extração automática de conhecimento a partir da base de dados da concessionária, incorporação na metodologia do conhecimento e experiência de especialistas e, em último, consultas na base de dados por características específicas de cada cliente. A metodologia utiliza simultaneamete inúmeros dados reais de entrada de natureza diversa e combina várias técnicas a fim de verificar o risco percentual de cada cliente de possuir alguma anomalia que implique em perda comercial. Além dos dados cadastrais e do histórico de consumo mensal dos clientes, comumente utilizados pelos trabalhos orientados à detecção de perdas comerciais, a metodologia proposta utilizou também dados adicionais tais como a lista de nomes e de atividades suspeitas. A utilização de dados adicionais possibilitou uma melhoria na detecção de clientes anômalos, grande parte dos quais seriam possivelmente considerados normais pelos trabalhos da literatura avaliada. Neste trabalho, pretende-se detectar as perdas comerciais de maneira mais rápida e precisa possível. Investigações adicionais devem ser feitas posteriormente para encontrar quais são as causas que culminaram em altas perdas comerciais em... Electrical energy losses due to theft, fraud or error in the measurement are called Non-Technical Losses and their reduction has been a priority utilities power and by regulators. In this context, this paper presents the computational implementation of an intelligent hybrid system that combines techniques such as neural networks and fuzzy logic. The system is based on three pillars: knowledge extraction from the database utility, incorporating the methodology of knowledge and experience of experts and queries the database for specific features of each client. The methodology uses several simultaneous input of diverse nature and combines several techniques to verify the percentage risk of each customer to have some problem to configure non-technical losses as fraud, defective in the measurement system. In this paper, the main objective is to locate the focus of the problem more quickly. Further investigations should be made later to find what are the causes that resulted in high nontechnical losses in a feeder or in a specific region. This work covers the registered customers at utilities power, especially residential... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T18:41:00Z : No. of bitstreams: 1 ruedamedina_ac_dr_ilha.pdf: 2722738 bytes, checksum: 33ca19bfc424019d1195ad295d45dbab (MD5) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O objetivo principal deste projeto é o desenvolvimento de metodologias que indiquem os custos reais de determinados serviços ancilares de geradores distribuídos, e como podem contribuir, com estes serviços, para melhoria da qualidade do fornecimento de energia na distribuição, subtransmissão e até transmissão. Estas metodologias deverão fornecer os custos destes serviços, bem como os benefícios para o sistema elétrico, além de identificar quem e quanto oferece de cada serviço para a operação segura e dentro dos procedimentos preestabelecidos. Para o desenvolvimento dos algoritmos de solução são considerados dois tipos de geração distribuida: geradores distribuídos com variabilidade da fonte primária de energia mínima ou desprezível (microturbinas a gás, pequenas centrais hidrelétricas, geradores em usinas de açúcar e álcool, etc.), e geradores distribuídos que tem forte dependência das variações da fonte primária de energia (principalmente turbinas eólicas e sistemas fotovoltaicos). Este último grupo de geradores precisa de considerações mais elaboradas que incluam as incertezas na geração de energia. Este assunto é tratado através de Simulações de Monte Carlo, Cadeias de Markov e Lógica Fuzzy. Através das Simulações de Monte Carlo são realizados fluxos de potência probabilísticos em múltiplos cenarios, enquanto que com as Cadeias de Markov e a Lógica Fuzzy são descritas as séries de tempo relacionadas com a geração de potência ativa dos geradores distribuídos. Também sãoconsiderados vários objetivos a serem otimizados através de técnicas multiobjetivo, observando principalmente as perdas de potência nas linhas do sistema, os custos de geração dos geradores distribuídos e a estabilidade de tensão... The main objective of this project is to develop methodologies to indicate the real costs of certain ancillary services when they are delivered by distributed generators, and how they can contribute, with these services, to improve the quality of power supply in distribution, subtransmission and even transmission systems. These methodologies should provide the costs of these services and benefits to the electrical system as a whole, and they should also identify who and how much of each service provides for the safe operation and within the pre-established procedures. Two types of distributed generation are considered for the development of solution algorithms: distributed generators with minimal or negligible variability of the primary energy source (gas micro-turbines, small hydroelectric plants, generators in sugar and alcohol plants, etc.), and distributed generators that have strong dependence on variations of the primary energy source (mainly wind turbines and photovoltaic systems). This latter group of generators need more elaborate considerations to include the uncertainties in power generation. This matter is addressed through Monte Carlo Simulations, Markov Chains and Fuzzy Logic. Through Monte Carlo Simulations probabilistic power flows in multiple scenarios are performed, while with Markov Chains and Fuzzy Logic the time series related to the active power generation of distributed generators are described. Several objectives are also considered to be optimized by multi-objective techniques, noting particularly the power losses in the lines of the system, generation costs of distributed generators and voltage stability of the system. The ancillary services considered in this work are reactive power support, reserves for frequency control and secondary frequency control. Reactive power support... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-23Bitstream added on 2014-06-13T20:40:36Z : No. of bitstreams: 1 maciel_rs_dr_ilha.pdf: 1550413 bytes, checksum: b3a03ef6d2f87573564a7049ed54dd9a (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Dentre as profundas mudanças que os sistemas de distribuição de energia elétrica vêm experimentando nas últimas décadas, a crescente penetração da Geração Distribuída (GD) representa ainda uma série de desafios técnicos para as redes de distribuição tradicionalmente concebidas. Essa tendência na alteração do paradigma de concepção, planejamento e operação das redes de distribuição de energia elétrica tem suscitado a necessidade de inovação nas metodologias e ferramentas computacionais de análise. Assim, este trabalho procura investigar as potencialidades das meta-heurísticas de otimização multiobjetivo (OM) como ferramenta para a análise de impacto da penetração da GD nas redes de distribuição de média tensão. Esse esforço pode ser dividido em duas etapas: a primeira concentrada sobre as técnicas de solução de modelos de OM e a segunda dirigida para o estudo do impacto causado pela GD em aspectos técnicos da rede de distribuição, como nível de tensão, curto-circuito e capacidade, considerando-se o problema de planejamento da expansão das redes de distribuição. Quanto ao estudo das técnicas de OM, fez-se um conjunto de investigações sobre os conceitos de otimização multiobjetivo, os principais métodos baseados em meta-heurísticas e na aplicação de OM a problemas de sistemas de potência, especialmente os relacionados à inserção da GD nas redes de distribuição. Foram implementados os métodos Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II), baseado em Algoritmos Genéticos, e Busca Tabu multiobjetivo (BTMO). Finalmente, desenvolveu-se no âmbito desta tese o algoritmo Multi- objective Evolutionary Particle Swarm Optimization (MEPSO) com o objetivo de explorar os ganhos de desempenho verificados com a meta-heurística híbrida... The Distributed Generation (DG) plays an important role in the profound changes that distribution power systems are facing in the last decades. The impacts caused by high DG penetration are still a challenge for traditional distribution networks. Then, there is a need for innovation and development of computational tools for system analysis considering the new trends for designing, planning and operating distribution networks. This work investigates the potential of meta-heuristics for multi-objective optimization (MO) to evaluate the impact of the penetration of DG in medium voltage distribution networks. The research may be divided in two parts: firstly, the study is focused on the techniques for solving MO problems and the second part aimed to evaluate the impact of DG on technical aspects of the distribution network, such as voltage levels, short-circuit and current capacity, considering the problem of expansion planning of the distribution network. Regarding the study of the techniques of MO, the concepts of multi-objective optimization was investigated as well as the main meta- heuristic based methods and the application of the MO to power systems problems, especially those related to the integration of DG in distribution. Two methods were implemented: the Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II), based on Genetic Algorithms and a multi-objective Tabu Search (MOTS). Finally, the algorithm of a Multi-objective Evolutionary Particle Swarm Optimization (MEPSO) was developed within this thesis in order to exploit the performance gains observed with the hybrid meta-heuristic Evolutionary Particle Swarm Optimization (EPSO) in single-objective optimization problems. Concerning the study of the impact of DG, a methodology for analysis of the Pareto front was proposed which allows, in addition to obtaining... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-03-25T17:03:20Z No. of bitstreams: 1 GILVAN VIERA DE ANDRADE JUNIOR - TESE PPGEE 2011..pdf: 3016418 bytes, checksum: ef12f59f194c05ff8f41bd46397bf50e (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-25T17:03:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GILVAN VIERA DE ANDRADE JUNIOR - TESE PPGEE 2011..pdf: 3016418 bytes, checksum: ef12f59f194c05ff8f41bd46397bf50e (MD5) Previous issue date: 2011-12-07 Neste trabalho é descrito um método para estimar a frequência de ocorrência de interrupção de uma carga sensível, devido ao afundamento de tensão em um sistema elétrico de distribuição de energia. No método é realizada a construção da tabela de densidade de probabilidade da ocorrência dos afundamentos de tensão, da qual são obtidas as frequências probabilísticas de afundamentos de tensão, separadas por intervalos determinados de magnitude e duração dos afundamentos. Observa-se que a tabela de densidade de afundamento de tensão, pode ser utilizada para identificar as linhas, que são responsáveis pelos afundamentos de tensão inaceitáveis no barramento da carga sensível. A manutenção das linhas críticas, combinado com a melhoria da coordenação dos relés de proteção, leva à redução significativa na taxa de desligamento da carga sensível. Finalmente, demonstra-se que as tabelas de densidade de probabilidade da ocorrência dos afundamentos de tensão gerados em alguns barramentos, associado às medições da magnitude e duração dos afundamentos nestes mesmos barramentos, permitem a localização das faltas ocorridas no sistema de distribuição. This document describes the procedure for estimating the probabilistic frequency of interruption of a sensitive load due to voltage sags in an electrical power distribution system. The procedure requires the construction of the voltage sag density table giving the probabilistic frequencies of voltage sags of certain ranges of sag magnitudes and durations. It has been shown that the voltage sag density table may be used to pinpoint the lines that are responsible for unacceptable voltage sags at the sensitive load bus. Maintenance of the critical lines, combined with proper coordination of the protective relays leads to significant reduction in the rate of tripping of the sensitive load. Finally, it has been shown that voltage sag-density tables generated at a few bus bars, together with voltage sag magnitude and duration measurements at these nodes, permits the location of the faults in the distribution system.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-10-28Bitstream added on 2014-06-13T20:29:03Z : No. of bitstreams: 1 somocurcioholguin_ea_me_ilha.pdf: 609436 bytes, checksum: 73290d679ee84a0922e3e6c4371c41b9 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) O ambiente competitivo motivado pela liberalização da indústria de fornecimento de energia elétrica muitas vezes conduz à ocorrência de sobrecargas no sistema de transmissão, afetando a segurança e a economia durante a operação dos sistemas de potência. Um novo procedimento para aliviar sobrecargas, proposto na literatura, é o redespacho de reativos. Por outro lado, a conexão de geradores distribuídos nos sistemas de transmissão, equipados com sofisticados controles para o fornecimento de potência reativa, cria a possibilidade de contar com novas fontes de potência reativa nos sistemas elétricos de potência. Neste trabalho, avaliou-se a aplicação do redespacho de reativos como procedimento para o alívio de sobrecargas, considerando a utilização da capacidade de fornecimento de suporte de reativos por parte das unidades de geração distribuída conectadas nas redes de transmissão. Para verificar o potencial que a geração distribuída teria no alívio de sobrecargas foram utilizados modelos de sensibilidade e de programação linear, um algoritmo de fluxo de potência AC convencional com controles de tensão e conceitos de solução da teoria de jogos cooperativos. Simulações, desenvolvidas para estudar os aspectos técnicos e econômicos da utilização destas tecnologias na resolução de sobrecargas, foram efetuadas em cenários que consideraram a inserção de geração distribuída e ocorrências de sobrecargas no sistema teste de 118 barras do IEEE. Os resultados permitem verificar que os suportes reativos fornecidos por geradores distribuídos podem ser empregados tanto no alívio quanto na eliminação de sobrecargas, especialmente quando existe falta de equipamentos com capacidade para controlar o fornecimento de potência reativa nos sistemas de potência The competitive environment defined by the liberalization of the electricity industry sometimes causes overloads on the transmission system, affecting the safety and economy during the operation of power systems. A procedure proposed in the literature for solving this problem is the reactive redispatch. On the other hand the connection of distributed generators equipped with sophisticated controls for the supply of reactive power creates power in electric the possibility power systems.This of having new work sources evaluated the of reactive application of reactive redispatch as a procedure to overloads relief, considering the capacity of distributed generation units connected in transmission networks to provide reactive power suport. To verify the potential of distributed generation to overloads relief a sensitivity model, linear programming, a power flow algorithm and solution concepts of cooperative game theory were used. The simulations developed to study the technical and economic aspects of using these technologies, in overloads relief were carried out in scenarios that consider the connection of distributed generation and the occurrences of overloads in the IEEE 118 test bus system. Results showed that the reactive support provided by distributed generators can be employed both in relief and in the elimination of overload, especially when there is lack of equipment for the control of reactive power in power systems

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-03-29T11:38:32Z No. of bitstreams: 1 PAULO ROBERTO FERREIRA DE MOURA BASTOS - TESE PPGEE 2011..pdf: 1567760 bytes, checksum: 4c2fdae04a54295fa989503d98f4f6f6 (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-29T11:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PAULO ROBERTO FERREIRA DE MOURA BASTOS - TESE PPGEE 2011..pdf: 1567760 bytes, checksum: 4c2fdae04a54295fa989503d98f4f6f6 (MD5) Previous issue date: 2011-03-18 Este trabalho propõe uma metodologia para diagnóstico das perdas não técnicas ou comerciais, usando redes Bayesianas e a investigação de conformidade. Tal metodologia permite estimar as mais significativas perdas comerciais, quantificando-as regionalmente e conforme as causas de ordem interna ou externa. O diagnóstico torna possível avaliar relações custo-benefício para ações visando minimizar as perdas não técnicas, e conseqüentemente a definição de um eficiente plano de redução. Um estudo de caso exemplifica cada etapa do diagnóstico, descreve as ações a implantar ordenando-as segundo a análise econômica. Isto permite a escolha de um programa eficiente de redução das perdas comerciais. O Brasil, como vários outros países em desenvolvimento, apresenta elevados índices de perdas comerciais de energia, especialmente as empresas distribuidoras. É proposto ainda um indicador relacionando as perdas comerciais e as técnicas para servir como ferramenta comparativa entre empresas distribuidoras de energia elétrica, e o mesmo pode ser também um indicador do controle do processo. Neste trabalho, uma aplicação deste indicador mostra a situação das perdas de energia dentre as empresas distribuidoras brasileiras. The following work introduces a methodology for diagnosing non-technical losses by using Bayesian networks and research relating to compliance assessment. This proposed methodology allows estimating the most significant non-technical losses and their spatial distribution, identifying their external or internal causes. The diagnosis makes it possible to evaluate cost-benefit ratios for actions aiming to minimize non-technical losses and, consequently, define an efficient reduction plan. A case study exemplifies each stage of the diagnosis, describing actions to be taken and arranging them according to their economic impact. It also chooses an efficient program for non-technical loss reduction. Brazil, as well as in several other developing countries, presents high non-technical energy loss rates, particularly the distribution companies. An indicator relating non-technical and technical losses is also proposed as a comparative tool for electrical power distribution companies. So the indicator can be useful for controlling the process. It is applied, in this work, to describe the situation of energy losses in Brazilian distribution companies.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:19:30Z : No. of bitstreams: 1 hoji_es_dr_ilha.pdf: 852924 bytes, checksum: 9b1bcf1d76e563dd1037dc628a5c3e2e (MD5) Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) PROPG - Programa de Pós-Graduação Com a necessidade de atender com qualidade a crescente demanda por energia eletrica, com poucas interrupcoes e com níıveis de tensao satisfatorios, e tendo em vista as restricoes ambientais existentes, que dificultam a implantacao de novos recursos aos sistemas de transmissao, como linhas, usinas, subestacoes, etc., as empresas de transmissao tem buscado otimizar os recursos existentes, operando os sistemas com menos folga o que, em alguns casos, pode ocasionar pequenas sobrecargas nas linhas. Nas estruturas atuais de operacao, acoes corretivas usualmente aplicadas ao alıvio dos sistemas de transmissao, como alteracoes nos nıveis de geracao e corte de cargas, fazem parte das atribuicoes do operador do sistema e estao fora do escopo de acao das empresas transmissoras que podem, contudo, alterar as condicoes de operacao de seus dispositivos, como transformadores, compensadores, etc. Neste trabalho e apresentada uma proposta para o alıvio de pequenas sobrecargas em redes de transmissao com base no controle do fluxo reativo das linhas. As acoes corretivas sao determinadas com base na linearizacao dos parametros do sistema em torno de seu ponto de operacao inicial, solucionando-se um problema de programacao linear (PL) cuja funcao objetivo a ser minimizada e o produto entre o custo dos servicos de suporte de reativos prestados pelos dispositivos e o desvio do sistema de seu ponto de operacao inicial. Haja vista a grande quantidade de dispositivos instalados no sistema que podem fornecer servicos de suporte de reativos e que problemas relativos a potencia reativa sao solucionados localmente, e possıvel reduzir a quantidade de dispositivos “candidatos” a realizacao das acoes corretivas e, consequentemente, o numero de variaveis e restricoes no PL a ser solucionado... The growing demand for electric power associated with the environmental limitations imposed to the expansion of power systems hamper the installation of new facilities, such as transmission lines, substations and power plants, and leads the transmission companies to optimize the existing resources. In consequence, transmission systems operate closer to their boundaries and small overloads may surge. In the deregulated operating environment, the standard overload relief procedures, based on generation redispatch and load shedding, are in charge of the system operator and cannot be performed by the transmission companies, which can, otherwise, modify the control parameters of the transmission system devices, such as transformers, shunt compensators, etc. An overload relief procedure based on reactive power control applicable to small disturbances is presented in this paper. The corrective actions are determined by linearizing the system parameters around the initial operating point and solving a linear problem (LP), that minimizes the product between the total cost of the reactive power support provided by the devices and the deviation of the system from its initial operating point. Considering that reactive sources are spread over the whole system and the solution for reactive power problems can be found locally, the set of devices to be applied for the corrective actions can be reduced and, consequently, the number of variables and constraints to be added to the LP problem. To accomplish that, linear sensitivity factors which relate the reactive flow variation in the overloaded line to the devices’ control parameters are applied and the “n” most effective devices to mitigate the overloads can be determined. In many market structures reactive power support is a mandatory service and, in some cases, it is not remunerated. However, despite the low cost of production of reactive power... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-16Bitstream added on 2014-06-13T19:19:29Z : No. of bitstreams: 1 lopezlezama_jm_dr_ilha.pdf: 1140558 bytes, checksum: 86f0f91a10800cda643c01c4a76fa063 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Nesta tese tem-se por objetivo a avaliação da alocação e preço de contrato de geração distribuida (GD) em ambientes competitivos. O trabalho apresentado é dividido em quatro temas principais. Na primeira parte deste trabalho é apresentado um modelo de e despacho de GD com base em um fluxo de potência ótimo AC multiperíodo. A principal vantagem deste modelo é a avaliação, de forma implícita, do impacto da GD na rede da concessionária. No modelo proposto considera-se um modelo de mercado no qual a a concessionária pode decidir comprar energia do mercado atacadista de energia através a e da subestação, ou alternativamente, das unidades de GD alocadas na sua rede, visando minimizar o pagamento no atendimento da demanda. Na segunda parte deste trabalho apresenta-se uma metodologia para calcular os preço de oferta de contrato da GD mediante programação binível. O modelo proposto considera a interação da concessionária e do proprietário da GD. De um lado, a concessionária procura minimizar o pagamento a a no atendimento da demanda. Para isto, utiliza-se um modelo de despacho simplificado similar ao apresentado na primeira parte deste trabalho. Por outro lado, o proprietário a da GD procura maximizar seus lucros mediante a venda de energia. Ambos os agentes devem cumprir, com certas restrições, por exemplo, a concessionária deve atender toda a demanda respeitando os limites técnicos da rede, enquanto o proprietário da GD deve e a fornecer sua energia considerando os limites mínimos e máximos das unidades de GD. Os a dois problemas de otimização são combinados em um problema de programação binível. A principal contribuição desta abordagem consiste na solução simultânea de dois problemas... This work aims to the theoretical analysis and computational implementation of the operation and planning of distributed generation (DG) in a competitive framework. This report is divided in four main topics. In the first part of this work a DG dispatch model, based on a multi-period AC optimal power flow is presented. The main advantage of this model lies in the fact that it implicitly considers the impact of DG in the network of the distribution company. The proposed model considers a market model in which the distribution company can decide to purchase energy from the wholesale energy market, through the substation, or alternatively, from the DG units within its network, aiming to minimize the payments incurred in attending the demand. In the second part of this work a methodology to calculate the contract price offers of the DG by means of bilevel pro- gramming is presented. The proposed model considers the interaction of the utility and the owner of the DG. On one hand, the distribution company procures the minimization of the payments incurred in attending the demand. For this a simplified dispatch model, similar to the one presented in the first part of this work, is used. On the other hand, the DG owner procures the maximization of his profits by the selling of energy. Both agents must accomplish with certain constraints, for instance, the distribution company must attend all its demand considering the technical limits of the network, and the owner of the DG must supply his energy considering minimum and maximum limits of the gener- ation units. Both optimization problems are combined into a single bilevel optimization problem. The main contribution of this approach consists in the simultaneous solution of two optimization problems, providing contract prices that benefit both agents. In the third part of this work a Genetic... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-16Bitstream added on 2014-06-13T20:49:11Z : No. of bitstreams: 1 trujillo_jdm_me_ilha.pdf: 4931230 bytes, checksum: e375c9e238375d66c5b717105d849f34 (MD5) Aeci Neste trabalho apresentam-se dois métodos para serem aplicados na previsão espacial de demanda elétrica, os quais simulam as influências de cargas especiais nas vizinhanças e utilizam os sistemas multiagentes para caracterizar a área de serviço, mostrando assim, a dinâmica dos grupos sociais em uma cidade à procura dos recursos necessários para suas atividades. O primeiro sistema multiagente foi desenvolvido para obter a previsão espacial de demanda elétrica de toda área de serviço e o segundo sistema multiagente modela a influência de cargas especiais nas vizinhanças. Estes sistemas apresentam um caráter estocástico, para simular a estocasticidade dos usuários nos sistemas de distribuição. Os métodos apresentados consideram a disponibilidade atual de dados nas empresas do setor, usando só o banco de dados comercial da empresa de serviço elétrico e o conjunto de dados georreferenciados dos elementos da rede. Uma das contribuições deste trabalho é de utilizar um número real para representar a demanda elétrica esperada de cada subárea fornecendo, deste modo, um melhor dado de entrada para realizar o planejamento de expansão da rede elétrica. A metodologia proposta foi testada em um sistema real de uma cidade de médio porte. Como resultados são gerados mapas de cenários futuros de previsão espacial de demanda para a área de estudo, que mostram a localização espaço-temporal das novas cargas. Cada mapa mostra as subáreas onde a nova demanda é esperada, com um número real para o valor da quantidade desta demanda. Os resultados obtidos variam entre 5 a 10 % em diferentes simulações, quando comparadas com as fornecidas pelo departamento de planejamento da empresa elétrica que aplica uma metodologia manual, que utiliza o conhecimento e as decisões do planejador para determinar o crescimento da demanda. This paper presents two methods to be applied in the spatial electric load forecasting, which simulate the influences of special loads in the vicinity and use the multi-agent systems to characterize the service area, thus showing the dynamics of social groups in a city seeking the necessary resources for their activities. The first multi-agent system was developed for the spatial electric load forecasting of the entire service area and the second multi-agent system models the influence of special load in the vicinity. These systems have a stochastic character, to simulate the stochasticity of users in distribution systems. The method presented in this work considers that the utilities have access only to basic information, using only the commercial consumer database and georeferenced data set of the network elements. One of the contributions of this work is to use a real number to represent the expected demand in each subarea providing thus a better input data to perform the expansion planning of the distribution systems grid. The proposed methodology was tested in a real system of a midsize city. As results are generated maps of forecast future scenarios of spatial demand for the study area, showing the location of the new space-time loads. Each map shows the subareas where the new demand is expected, with a real number to the value of the quantity of demand. The results vary between 5 to 10% in different simulations, when compared with those provided by the planning department electrical distribution utility that applies an electric manual, which uses the knowledge and decisions of the planner to determine the growth of demand.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-08Bitstream added on 2014-06-13T18:40:58Z : No. of bitstreams: 1 manso_jcg_dr_ilha.pdf: 1797560 bytes, checksum: 27c1272d6d4916bb798bc0d05ed927c8 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) Esta tese visa ao estudo da valorização de serviços ancilares de reserva, particularmente, a reserva utilizada na regulação de freqüência e que é fornecida pelos geradores hidrelétricos. O objetivo principal do trabalho é desenvolver propostas que indiquem os custos reais desses serviços. Na valorização desses custos, busca-se motivar as empresas geradoras para que assumam a responsabilidade pela prestação de tais serviços, assim como garantir uma remuneração apropriada. Essa valorização é realizada em função da disponibilidade e do uso da reserva, sob uma operação segura e econômica do sistema. Para alcançar o objetivo proposto, inicialmente se realiza uma revisão das características técnicas e dos métodos de valorização dos serviços de reserva em diferentes sistemas. Posteriormente, ilustram-se as características do setor elétrico brasileiro, com a finalidade de contextualizar a valorização no marco de regulação , comercialização e operação correspondentes. Seguidamente, apresentam-se duas propostas de valorização. A primeira considera o ponto de vista de um agente gerador, cujo objetivo é estabelecer o valor do serviço a partir dos custos incorridos no fornecimento. Esses custos incluem, principalmente, os custos pela disponibilidade e pelo uso do serviço. Dentro desses componentes de custo, destaca-se o custo por perdas de eficiência, o qual é calculado utilizando um algoritmo de despacho ótimo de unidades. Essa abordagem é aplicada no cálculo do custo da reserva na usina hidrelétrica de Ilha Solteira. Nesse cálculo são utilizados dados da Companhia Energética de São Paulo - CESP. A segunda proposta considera o ponto de vista do operador de rede, em um ambiente de mercado, no qual os agentes participantes podem ofertar pela disponibilidade da reserva. Para a atribuição dessa reserva utiliza-se um despacho ótimo hidrelétrico, que inclui rest This work presents a reserve ancillary services pricing research. Particularly, the reserve that is used for frequency regulation and that is provided by hydroelectric generators. The development of pricing methodologies, that show real reserve delivery costs, is the main target of this project. Ancillary services pricing procures incentives to motivate agents to take responsibilities in the service supply and ensuring an appropriated remuneration. This pricing is based on the use and availability costs of reserve; under an economic and reliable system operation. In order to do that, firstly an overview of technical characteristics and pricing methods of the ancillary services in different systems is presented. Then, in order to fit this pricing methodology to the corresponding regulation, commercialization and operation rules, an introduction of the Brazilian electrical sector is realized. Next, two reserve ancillary services pricing methods are presented. The first one considers a hydraulic generator point of view. In this case, the aim is to set up the real value of the services by mean of a generator costs analysis. These costs include, basically, availability and use costs. Inside these cost components, efficiency costs are highlighted, and a single generator unit commitment dispatch is used to calculate them. This proposal is applied to calculate the ancillary service reserve costs in the Ilha Solteira hydroelectric generator, using data from the Companhia Energ´etica of S˜ao Paulo (CESP). The second pricing method considers the operator system point of view, under a market environment. In these circumstances, agents are free to set up a price offer for the availability of the reserve. To attribute the reserve, an optimal hydroelectric dispatch is used, considering electrical and hydraulic constraints. This methodology is tested in two systems. The first one represents a didactic three bus

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-25Bitstream added on 2014-06-13T19:00:48Z : No. of bitstreams: 1 gallegopareja_la_dr_ilha.pdf: 1184349 bytes, checksum: 67e1f90a3708a0564704972e31ced51c (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Nesta tese é proposta e avaliada uma metodologia alternativa para o cálculo do fluxo de potência quando são consideradas incertezas no sistema de distribuição de energia elétrica. Especificamente é considerada incerteza na demanda dos usuários de baixa tensão, assim como também nas fases em que os usuários estão ligados no sistema. A demanda das unidades consumidoras é modelada através das funções de distribuição de probabilidades. A metodologia proposta vale-se das curvas de carga diárias típicas que foram estimadas através das curvas de carga medidas em uma campanha de medição. O fluxo de potência proposto emprega o método de simulação de Monte Carlo para gerar múltiplos cenários de demanda do sistema de distribuição. O método de fluxo de potência determinístico empregado é o denominado algoritmo Backward-Forward Sweep. Neste trabalho também é realizado um estudo estatístico para determinar quais distribuições de probabilidade podem representar os dados das curvas de carga diárias obtidas na campanha de medições. Muitos trabalhos apresentados no âmbito acadêmico empregam a priori a função de distribuição de probabilidade normal para realizar os diversos estudos, isto pode levar a conclusões inadequadas. Também é realizada uma análise comparativa entre os resultados obtidos pelo fluxo de potência probabilístico, quando são utilizadas duas funções de distribuição de probabilidade diferentes para estimar as curvas de carga diárias (a função de distribuição de probabilidade que ficou no primeiro lugar na análise estatística e a função normal). São apresentados resultados comparativos para diferentes distribuições de probabilidade, quando é considerada incerteza somente na demanda e quando é considerada conjuntamente incertezas na demanda e na conexão das fases In this thesis an alternative methodology to calculate the power flow considering uncertainty in the electrical distribution system is proposed and validated. Specifically, uncertainty is considered in the demand of the low voltage consumers, as well as the phases in which the users are connected to the system. The demand of the consumer units is modeled by means of probability distribution functions. The proposed methodology uses the daily load curves that were estimated by means of the load curves measured in measuring campaign. The proposed power flow uses the Monte Carlo simulation method to generate multiple demand scenarios of the distribution system. The deterministic power flow method implemented is the so called Backward-Forward Sweep algorithm. In this work it is also implemented a statistical study to determine which distribution functions can represent the data of the daily load curves obtained in the measuring campaign. Many research works found in the academic ambit use a priori the normal distribution function to perform diverse studies; this can lead to wrong conclusions. This thesis also presents a comparative analysis between the results obtained by the probabilistic power flow, when two different probability distribution functions are used to estimate the daily load curves (the probability distribution function that was first in the statistical analysis and the normal function). Comparative results are shown for different distribution functions considering uncertainty only in the demand, and considering uncertainty in the demand and the connection of the phases

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-30Bitstream added on 2014-06-13T20:49:13Z : No. of bitstreams: 1 candian_fj_me_ilha.pdf: 2926371 bytes, checksum: 681a7b4f271fac889af23ae67968943a (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Para análises atualizadas de expansão do sistema elétrico de distribuição, as empresas buscam otimizar os investimentos direcionando-os da melhor forma possível para atender os critérios técnicos estabelecidos pelo órgão regulador envolvendo o menor risco e maior retorno financeiro. Atualmente, muitos estudos ainda são realizados analisando os investimentos em curto prazo, desconsiderando as variações futuras no mercado de energia e escolhendo o empreendimento com menor custo inicial. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo através da aplicação de metodologias técnicas e econômicas para encontrar a melhor opção de expansão do sistema elétrico de distribuição utilizando técnicas de engenharia econômica em longo prazo, considerando análise de sensibilidade e quantificação de risco através de probabilidades. Serão analisadas alternativas de expansão do sistema elétrico através de simulações técnicas verificando os critérios de disponibilidade, carregamento e queda de tensão no horizonte previsto. As alternativas viáveis serão analisadas economicamente considerando, além das técnicas de engenharia econômica, a sensibilidade do sistema elétrico para atendimento às novas demandas e variações do crescimento de mercado, bem como os riscos associados a cada alternativa utilizando fatores de probabilidade e custo de perdas técnicas obtidas através de simulações. Para ilustrar este modelo, foi realizado um estudo de caso em determinada região pertencente a uma concessionária de distribuição de energia do Sudeste do País. Será mostrado neste trabalho que, quando as análises são realizadas em longo prazo considerando diversas alternativas tecnicamente viáveis e as variáveis necessárias para análise econômica, o empreendimento mais viável a ser realizado poderá ser o que tiver o maior investimento. Current analysis on power distribution system expansion require companies to look after optimized investments by allocating them appropriately in order to meet the technical criteria set by the regulation agency considering the lowest risk and the highest financial result. Nowadays, many analyses are still performed taking into account short term investments thus not considering the future variances of the energy market, and selecting the lowest initial investment enterprise option. This work aims to develop a model with technical and economic methodologys to identify the best option for expanding the power distribution system by using long term driven economic engineering considering sensitivity analysis and probability risk assessment. Alternatives for the power distribution system will be analyzed through technical simulations that verify different criteria such as availability, system load and system tension fall in the comprised horizon. Feasible alternatives will be economically analyzed taking into consideration economic engineering techniques and furthermore analyzing the sensitivity of the power grid to supply new demands and variances on market growth. Analysis will also present the risks associated to each alternative by using probability factors and technical losses costs obtained through simulations The application of such a methodology is demonstrated through a case study in a determined region of a power distribution company. This work will demonstrate that when long term analysis is made considering several feasible technical and economic variables, the most attractive enterprise can be even that one with the largest investment.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-19Bitstream added on 2014-06-13T20:21:18Z : No. of bitstreams: 1 carrenofranco_em_dr_ilha.pdf: 1104356 bytes, checksum: 59a394b0ff72282b6f0e2b9aaffacc4f (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) A previsão espacial de demanda em sistemas de distribuição de energia elétrica visa determinar a distribuição espaço-temporal do crescimento da demanda de energia elétrica na área de serviço. Essa informação é de vital importância para apoiar o processo de tomada de decisões no planejamento da expansão e operação das redes de distribuição no médio e longo prazo. As metodologias de previsão espacial de demanda requerem uma grande quantidade de dados do sistema elétrico, das características socioeconômicas da região e da população, que geralmente não são de fácil coleta nem manipulação, e muitas vezes não estão disponíveis. Nesta tese apresenta-se e aplica-se uma nova metodologia de previsão espacial de demanda, a partir de um algoritmo de extração de conhecimento baseado em conceitos de algoritmos evolutivos e regras de classificação lingüísticas, para caracterizar a área de serviço e identificar novas áreas com possibilidades de aumento de carga futuro. Com o algoritmo desenvolvido, toda a informação disponível de uma base de dados espacial é extraída, sem importar o tamanho desta, assim, apresenta como flexibilidade o fato de poder ser aplicado em diferentes situações. Além disso, permite o acesso a novas e diferentes bases de dados no futuro. A metodologia proposta foi aplicada em um sistema real de uma cidade de porte médio, com cerca de duzentos mil habitantes, apresentado respostas com acerto em torno de 95%, quando comparadas com as obtidas por especialistas que realizam a projeção de demanda na região. Adicionalmente, são obtidos resultados importantes sobre áreas do município com potencial de desenvolvimento, no longo prazo, que geralmente não são indicadas pelos especialistas. Spatial electric load forecasting in electric energy distribution systems try to find out the spatial-temporal distribution of the electric energy demand growth in the service area. This information is of vital importance to support the decision-making process in planning the expansion and operation of distribution networks in the medium and long term. The methodologies for spatial electric load forecasting require many data from the electrical system, socioeconomic characteristics of the region and population, which generally are not easy to collect or manipulate, and often are not available. In this thesis, a new spatial electric load forecasting methodology is presented. To characterize the service area and identify the new areas with growth possibility in the future, the methodology uses elements from knowledge extraction, language based classification rules and evolutionary algorithms. The algorithm developed extract all available information from a spatial database no matter the size of it, thus, one of its main advantages is the flexibility to be applied in different situations. In addition, it allows access to new and different databases in the future. The proposed methodology was applied in a real distribution system of a medium size city, about two hundred thousand inhabitants, with a 95% success rate when compared with results obtained by specialists who perform the load forecasting in the region. Also, important results are obtained about areas of the town with development potential in the long term, which generally are not listed by the specialists.