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Uma nova abordagem para a análise da estabilidade a pequenas perturbações em sistemas de distribuição de energia elétrica com geradores síncronos distribuídos; A new approach to the analysis of stability for small disturbances in distribution systems of electric power distributed synchronous generators

Salim, Rodrigo Hartstein
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 19/04/2011 PT
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16.41%
Nesta tese de doutorado, a estabilidade a pequenas perturbações é estudada sob a ótica dos sistemas de distribuição de energia elétrica com geradores síncronos distribuídos. Duas peculiaridades específicas destes sistemas são abordadas: o desequilíbrio da carga e da rede e a proximidade das cargas aos geradores. Em relação ao primeiro tópico, duas abor dagens são propostas para o estudo de estabilidade a pequenas perturbações em sistemas com desequilíbrio da carga, uma delas baseada na estimação modal a partir de dados obtidos através de medições ou simulações no domínio do tempo, e a outra baseada na modelagem fasorial do sistema com desequilíbrio da carga e posterior linearização do sistema algébrico-diferencial não-linear obtido. Em relação ao segundo tópico, constatam-se nesta tese que as oscilações eletromecânicas podem induzir certos fenômenos de qualidade de energia, notadamente as flutuações de tensão. Nesta tese, uma estrutura é proposta e critérios são definidos para o estudo destas flutuações induzidas por problemas tipicamente relacionados à estabilidade, considerando o estudo de perturbações isoladas e também o estudo estatístico de perturbações. Através desta análise...

Algoritmos genéticos aplicados à estimação fasorial em sistemas elétricos de potência; Genetic algorithms applied to power systems phasor measurement

Silva, Raphael Philipe Mendes da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 27/08/2012 PT
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57.32%
Esta trabalho apresenta a análise e implementação de uma técnica inteligente, o algoritmo genético (AG), para implementação de unidades de medição fasoriais, denominadas PMUs (Phasor Measurement Units). A disponibilidade dos fasores em diversos pontos de um sistema elétrico de potência (SEP) é importante, tanto para monitoramento quanto para controle, proteção e estudo do sistema. Entretanto, a obtenção de tais fasores só têm sentido se os mesmos possuírem o mesmo referencial no tempo. Este referencial é conseguido através de sinais de satélites GPS (Global Positioning System) que sincronizam as PMUs instaladas nos pontos de interesse. Existe uma vasta quantidade de m´métodos que podem ser utilizados para que, de posse das formas de onda discretizadas de tensão e corrente, estime-se os fasores correspondentes e as frequências locais. Este projeto apresenta os AGs como ferramenta de estimação para a obtenção de uma PMU com todas as vantagens relativas a tais algoritmos. Além disso, uma versão do AG que utiliza menos recursos computacionais , o algoritmo genético compacto (AGc) também será estudado. Um estudo norteado pela norma internacional C37.118 compara o desempenho dos AGs com dois métodos tradicionais de medição fasorial...

Modelagem tempo real de sistemas de energia elétrica considerando sincrofasores e estimação de estado descentralizada; Power systems real-time modelling with PMUs and decentralized state estimation

Ângelos, Eduardo Werley Silva dos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 01/11/2013 PT
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37.24%
Esta tese investiga novas estratégias para a construção de modelos em tempo real de Sistemas Elétricos de Potência. Busca-se a melhoria das funções de Estimação de Estado e aplicações correlatas por meio da consideração da medição fasorial sincronizada, fornecida por dispositivos PMUs, em ambientes onde as regiões monitoradas são de domínios de empresas diferentes e cuja distribuição geográfica apresenta distâncias consideráveis, como é o caso brasileiro. Uma das tarefas mais críticas dentro deste contexto é a representação adequada de sistemas não monitorados, que devem ser modelados de forma precisa, robusta e, preferencialmente, considerando dados que são acessíveis ao operador. A incorporação de redes externas em estimação multiárea é efetuada por uma etapa adicional de estimação ou embutida diretamente nos processos iterativos locais, mediante, neste último caso, a exigência de contínuos fluxos de dados entre áreas. No entanto, constata-se, neste estudo, que modelos clássicos de Equivalentes Externos reduzidos, particularmente os modelos tipo Ward, atendem satisfatoriamente aos requisitos computacionais e de precisão do problema, desde que sejam devidamente atualizados a cada mudança do ponto de operação. Desta forma...

Algoritmos evolutivos como estimadores de frequência e fase de sinais elétricos: métodos multiobjetivos e paralelização em FPGAs; Evolutionary algorithm as estimators of frequency and phase of electrical signal: multi objective methods and FPGA parallelization

Silva, Tiago Vieira da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 19/09/2013 PT
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26.78%
Este trabalho propõe o desenvolvimento de Algoritmos Evolutivos (AEs) para estimação dos parâmetros que modelam sinais elétricos (frequência, fase e amplitude) em tempo-real. A abordagem proposta deve ser robusta a ruídos e harmônicos em sinais distorcidos, por exemplo devido à presença de faltas na rede elétrica. AEs mostram vantagens para lidar com tais tipos de sinais. Por outro lado, esses algoritmos quando implementados em software não possibilitam respostas em tempo-real para uso da estimação como relé de frequência ou Unidade de Medição Fasorial. O desenvolvimento em FPGA apresentado nesse trabalho torna possível paralelizar o cálculo da estimação em hardware, viabilizando AEs para análise de sinal elétrico em tempo real. Além disso, mostra-se que AEs multiobjetivos podem extrair informações não evidentes das três fases do sistema e estimar os parâmetros adequadamente mesmo em casos em que as estimativas por fase divirjam entre si. Em outras palavras, as duas principais contribuições computacionais são: a paralelização do AE em hardware por meio de seu desenvolvimento em um circuito de FPGA otimizado a nível de operações lógicas básicas e a modelagem multiobjetiva do problema possibilitando análises dos sinais de cada fase...

Estimação fasorial em tempo real utilizando um algoritmo genético compacto multiobjetivo; Real time phasor estimation using a multiobjective compact genetic algorithm

Marsolla, Rafael
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 17/04/2015 PT
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67.59%
A medição fasorial sincronizada é utilizada hoje como forma de aprimorar a operação de um Sistema Elétrico de Potência (SEP), empregando unidades de medição fasorial estrategicamente localizadas e instaladas. Estas realizam a aquisição do sinal elétrico e posteriormente a estimação dos fasores de tensão e corrente sincronizados no tempo, os quais indicam o comportamento do SEP em uma localidade específica. Este trabalho multidisciplinar propõe a análise e implementação de um método computacional evolutivo, o Algoritmo Genético Compacto Multiobjetivo (AGCM) aplicado ao problema de medição fasorial, amplamente utilizado por exemplo, no monitoramento de um SEP, comportando-se assim como uma unidade medidora de fasor, ou Phasor Measurement Unit (PMU). O AGCM aqui apresentado tem como principal característica a análise multiobjetiva do problema. Pelo fato de todo SEP ser trifásico, é proposto esta nova abordagem, onde é considerando para a estimação fasorial as três fases de forma conjunta, e não mais estimadas independentemente. Assim o AGCM proposto considera em seu mapeamento genético dos indivíduos, as características do sinais das três fases, diferentemente da abordagem mono-objetivo, onde cada fase do SEP é modelada sobre um indivíduo diferente. Posteriormente para garantir a eficácia do método evolutivo quando em operação em um cenário de tempo real...

Análise de observabilidade baseada em variâncias de medidas estimadas = : Observability analysis based estimated measures variances; Observability analysis based estimated measures variances

Wilson Aparecido de Oliveira
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 15/08/2012 PT
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26.61%
Este trabalho apresenta uma metodologia completa para analise de observabilidade de sistemas de energia eletrica. A observabilidade da rede e determinada a partir do traco da matriz de covariancia das medidas estimadas, as variancias dos fluxos estimados permitem a identificacao das ilhas observaveis e a restauracao da observabilidade e realizada a partir das variancias das medidas estimadas. As variancias necessarias sao obtidas da matriz de ganho linearizada regularizada. Alem das medidas disponiveis, na formacao da matriz de ganho regularizada admite-se a existencia de pseudomedidas de angulo em todas as barras da rede. O estimador de estado linearizado regularizado e a metodologia de identificacao de ramos observaveis a partir das variancias dos fluxos estimados foram apresentados em [Almeida, Garcia e Asada, 2011]. As novas contribuicoes deste trabalho sao o mecanismo de verificacao da observabilidade, baseado no traco da matriz de covariancia das medidas estimadas, o mecanismo de restauracao da observabilidade, desenvolvido a partir da analise das variancias das medidas, e a inclusao de medicao fasorial sincronizada na formulacao matematica utilizada.; The purpose of this work is to present a complete methodology for observability analysis of electric power systems. The observability of the network is determined from the trace of the covariance matrix of the measurement estimate...

Aplicação de métodos de identificação de sistemas para estimação da margem de estabilidade de tensão em tempo real usando PMUs; Application of parametric system identification techniques for the real time estimation of the voltage stability margin using PMU data

Alexandre Haruiti Anzai
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/02/2013 PT
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26.73%
Esta tese apresenta resultados a respeito do desenvolvimento de uma ferramenta de monitoramento em tempo real da margem de estabilidade de tensão de sistemas de transmissão. O desenvolvimento tecnológico das unidades de medição fasorial (Phasor Measurement Units)(PMUs), facilitou a obtenção do estado do sistema, magnitude e ˆangulo de fase das tensões das barras, em tempo real. O acesso em tempo real do estado do sistema com maior precisão possibilitou a utilização de técnicas de identificação paramétricas de sistemas para estimar a margem de estabilidade de tensão. Nesta tese modelos auto-regressivos com entradas exógenas (Auto-Regressive Models with eXogenous inputs)(ARX) lineares e não lineares foram calculados baseados em um banco de dados offline e utilizados para representar a relação entre as medidas das PMUs e a margem de estabilidade de tensão. Dois critérios para a alocação das PMUs na rede foram testados: a variância da tensão no banco de dados e o fator de participação modal. Os resultados mostram que o método proposto apresenta uma boa precisão na estimativa da margem tanto para casos de rede completa ou em condições de contingências. O fato desta estimativa necessitar de operações relativamente simples sobre os valores medidos e não em cálculos de diversas curvas PV...

Processamento de medidas fasoriais de tensão e corrente na estimação de estados em sistemas de potência

Leites, Renan Augusto da Costa
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 124 p.| il., tabs., grafs.
POR
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26.86%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010; Neste trabalho investigam-se os impactos da inclusão das Medidas Fasoriais Sincronizadas (MFS) de corrente e tensão oriundas das Unidades de Medição Fasorial (UMF) na Estimação de Estados em Sistemas de Potência. Além da análise do estado da arte no tema, foi desenvolvido um estimador de estados ortogonal com capacidade de processamento de MFS para simulação dos impactos destas medidas nos resultados da estimação. Na revisão do estado da arte, são abordados os principais conceitos associados à estimação de estados, ao desenvolvimento das UMF e aos erros associados às MFS. No que diz respeito à análise dos impactos da inclusão das MFS na estimação de estados, são exploradas as formas de sua inserção na estimação de estados e desenvolvidas abordagens distintas para consideração dos erros associados a estas medidas. Numa segunda etapa, o estimador de estados desenvolvido é utilizado para, a partir de planos de medição simulados, investigar o impacto das MFS de corrente e tensão na qualidade das estimativas. Para tal, vários sistemas-teste do IEEE são utilizados. A análise dos benefícios das MFS é conduzida a partir da variação do número de medidas fasoriais alocadas na rede elétrica e os resultados são quantificados mediante a definição de métricas apropriadas.; This work investigates the impact of voltage and current Synchronized Phasor Measurements (SPM) on Power System State Estimation. The state-of-the-art of the concepts associated with state estimation...

Estratégias em dois estágios para incorporar medidas fasoriais sincronizadas na estimação de estados em sistemas de potência

Albuquerque, André Nascimento Cavalcanti de
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 124 p.| il., tabs., grafs.
POR
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26.94%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.; Esta dissertação descreve e compara o desempenho de duas abordagens distintas baseadas em dois estágios para incorporar os benefícios da medição fasorial sincronizada na estimação de estados em sistemas de potência. As principais características destas estratégias são: a manutenção da estrutura dos estimadores baseados em sistemas SCADA e a capacidade produzir estimativas baseadas em medidas fasoriais mesmo quando a rede elétrica não é observável com respeito a estas medidas. Na primeira abordagem, as estimativas obtidas no primeiro estágio com o processamento das medidas do sistema SCADA são consideradas por um segundo estimador baseado em medidas fasoriais sob a forma de informações a priori sobre os estados. O algoritmo utilizado nesta última etapa é baseado na versão de três multiplicadores das rotações ortogonais de Givens que, além de melhorar a robustez numérica, acomoda facilmente informações a priori, e com um custo computacional adicional virtualmente zero. O segundo método proposto é baseado na teoria de Fusão de Dados de Múltiplos Sensores, campo de pesquisa pertencente à área de Processamento de Sinais. De acordo com esta estratégia...

Análise de observabilidade e criticidade de medidas na estimação de estados em sistemas de potência considerando medições fasoriais sincronizadas

Cipriani, Emanoelli
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 129 p.| il., tabs.
POR
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26.72%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010; Este trabalho de dissertação aborda os impactos da inclusão das medidas fasoriais sincronizadas de tensão e de corrente na análise de observabilidade e criticidade de medidas na Estimação de Estados em Sistemas de Potência. É proposta a extensão de um eficiente algoritmo combinatório de análise de observabilidade topológica e criticidade a fim de considerar a presença de medidas fasoriais sincronizadas no plano de medição, além de medidas convencionais. Apresenta-se ao longo do trabalho uma revisão qualitativa dos principais conceitos da estimação de estados, observabilidade topológica bem como uma introdução aos sistemas de medição fasorial sincronizada. Faz-se necessária também uma descrição dos fundamentos da teoria de matróides utilizada na solução dos problemas de análise de observabilidade topológica e de criticidade de medidas. Por fim, discute-se o tratamento proposto às medidas fasoriais sincronizadas de tensão e corrente de modo a permitir sua incorporação ao plano de medição e processamento pelo algoritmo combinatório de análise de observabilidade topológica e criticidade de medidas. Os resultados de simulação obtidos com os sistemas-teste IEEE de 14...

Utilização de medição fasorial sincronizada em metodologias de localização de faltas em linhas de transmissão

Benetti, Marcelo Azevedo
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xxiii, 130 p.| il., grafs., tabs.
POR
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27.11%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009.; Neste trabalho, investiga-se a utilização de dados de sistemas de medição fasorial sincronizada em metodologias de localização de faltas em Linhas de Transmissão (LTs). Inicialmente, é explicitada a estrutura básica de um sistema de medição fasorial sincronizada, detalhando-se o funcionamento de cada elemento. São referenciados os desenvolvimentos a nível mundial, salientando-se os projetos verificados no Brasil. Após, é abordado o tema de localização de faltas, situando-se o problema e apresentando-se as técnicas registradas na bibliografia e as classificações a elas determinadas. Neste contexto, são detalhados os equacionamentos originais de três metodologias de localização de faltas em LTs, baseadas em fasores da freqüência fundamental. A necessidade da estimação on-line dos parâmetros da linha, para o processamento das metodologias, motivou a investigação de três técnicas. Foram implementados, em ambiente Matlab, algoritmos para a localização de faltas, utilizando-se o software Alternative Transients Program (ATP) na obtenção das grandezas elétricas. Nas simulações...

Análise comparativa do desempenho de algoritmos de estimação de estado considerando PMU(s)

Vilares, Ivo Francisco Machado
Fonte: Universidade do Porto Publicador: Universidade do Porto
Tipo: Dissertação Formato: 89 p., 30 cm; application/pdf
ENG
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26.41%
Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estimação de Fasores para Proteção de Sistemas Elétricos Baseada em Mínimos Quadrados e Morfologia Matemática

Formiga, Diego Alves
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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57.61%
This work proposes a new technique for phasor estimation applied in microprocessor numerical relays for distance protection of transmission lines, based on the recursive least squares method and called least squares modified random walking. The phasor estimation methods have compromised their performance, mainly due to the DC exponential decaying component present in fault currents. In order to reduce the influence of the DC component, a Morphological Filter (FM) was added to the method of least squares and previously applied to the process of phasor estimation. The presented method is implemented in MATLABr and its performance is compared to one-cycle Fourier technique and conventional phasor estimation, which was also based on least squares algorithm. The methods based on least squares technique used for comparison with the proposed method were: forgetting factor recursive, covariance resetting and random walking. The techniques performance analysis were carried out by means of signals synthetic and signals provided of simulations on the Alternative Transient Program (ATP). When compared to other phasor estimation methods, the proposed method showed satisfactory results, when it comes to the estimation speed, the steady state oscillation and the overshoot. Then...

Identificação em tempo real de oscilações eletromecânicas utilizando sincrofasores

Leandro, Rodolfo Bialecki
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 118 p.| il., grafs., tabs.
POR
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16.61%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014.; Neste trabalho descreve-se a implementação de técnicas de identificação de sistemas e processamento de sinais em um aplicativo computacional desenvolvido para o monitoramento em tempo real de modos de oscilações eletromecânicas em Sistemas de Energia Elétrica (SEE). Essas técnicas empregam apenas medidas de entrada e saída dos sistemas na estimação de suas características modais, independendo da modelagem matemática dos SEE. Duas técnicas baseadas em medidas foram implementadas: o método de Welch e o método de subespaço de estados CCA. O método de Welch fornece uma estimativa do espectro de frequências dos sinais formados pelo conjunto de medidas extraídos do sistema, permitindo a identificação das frequências de oscilação dos modos dominantes. O método de subespaço de estados CCA permite a obtenção de um modelo em espaço de estados, a partir do qual, realizando uma análise modal, pode-se extrair as frequências e taxas de amortecimento dos modos de oscilação. O aplicativo computacional integrado desenvolvido para a aplicação das técnicas de estimação foi escrito em linguagem computacional C#...