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Não recebi financiamento Modern residential smart meters are among the enablers of the smart grid concept. Automatic electric metering is an important part of an energy policy with a focus on implementing new concepts that can provide consumers with user-friendly access to various services, whereby modern residential smart meters can be integrated into the smart grid,for example via a wireless communication interface. In this paper, based on a case study and through experimental analysis with bench and field measurements, the performance of wireless communication employed in a modern residential electricity meter, installed in a metal box entry perpendicular to the roadway, was verified. In the experiments IEEE 802.15.4 compatible devices were used, operating at a frequency of 915MHz, which are used by many manufacturers and utilities in modern residential smart meters. Os medidores residenciais modernos de energia elétrica estão entre os facilitadores do conceito de redes elétricas inteligentes. A medição automática de energia elétrica é parte importante de uma política energética com foco na implementação de novos conceitos, capaz de fornecer aos consumidores acesso amigável a diversos serviços, sendo que os medidores de energia elétrica residenciais modernos podem ser integrados a rede elétrica inteligente, por exemplo, por meio de uma de interface de comunicação sem fio. Neste trabalho, com base em um estudo de caso e por meio de uma análise experimental com medidas de bancada e campo, foi verificado o desempenho da comunicação sem fio empregada em medidor de energia elétrica residencial moderno, instalado em padrão de entrada em caixa metálica perpendicular à via. Nestes experimentos foram utilizados dispositivos compatíveis com o padrão IEEE 802.15.4, operando na frequência de 915MHz, e que são utilizados por diversos fabricantes e concessionárias em medidores de energia elétrica residenciais modernos.

Não recebi financiamento A common issue when non-linear loads are present in electric power distribution systems is voltage and/or current harmonic distortion. This power quality (PQ) problem can be mitigated, but first the harmonic components need to be identified or estimated. The main goal of this work is to develop a method for the selective estimation of amplitudes and phase shifts of the 3, 5, 7 and 9 harmonics from quarter-cycle samples of unknown waveforms, based on deep neural networks (DNN). A sample set of quarter-cycle current waveforms was generated for DNN training, validation and testing. An grid search for parameters was used together with cross validation to define the configuration of the computational model, which resulted in the DNN configuration used in this work. Other regression methods were compared to DNN to justify its use, showing that the neural network method is capable of achieving lower errors in relation to the other methods tested. Test results show that it is possible to achieve total harmonic distortion (THD) attenuation by means of an ideal active power filter (APF). This APF receives the reference current generated through the amplitudes and phase angles estimated by the proposed DNN. An THD attenuation was achieved from 18.54% to 0.81% in the case study carried out with ideal APF. The method validation took place through computer simulations that demonstrated the ability to selectively estimate harmonics through a current signal with a quarter-cycle sampling. The main contribution of this work is the proposal of a selective harmonic estimation method that can be used, for example, in an APF, for harmonic distortion attenuation, or in PQ monitoring and control applications. Um problema comum quando cargas não-lineares estão presentes em sistemas de distribuição de energia elétrica é a distorção harmônica de tensão e/ou corrente. Esse problema de qualidade da energia elétrica (QEE) pode ser mitigado, mas antes os componentes harmônicos precisam ser identificados ou estimados. O objetivo deste trabalho é desenvolver um método para a estimativa seletiva de amplitudes e ângulos de fase dos componentes harmônicos de 3ª, 5ª, 7ª e 9ª ordens a partir de amostras de um quarto de ciclo de formas de onda desconhecidas, baseado em redes neurais profundas (DNN - deep neural networks). Um conjunto de amostras de formas de onda de corrente com um quarto de ciclo foi gerado para treinamento, validação e testes da DNN. Utilizou-se a busca exaustiva por parâmetros em conjunto com a validação cruzada para a definição da configuração do modelo computacional, o que resultou na configuração de DNN utilizada neste trabalho. Outros métodos de regressão foram comparados à DNN para justificar o seu uso, mostrando que o método de redes neurais é capaz de alcançar menores erros em relação aos demais métodos testados. Os resultados de testes mostram que é possível realizar atenuação da distorção harmônica total (THD) por meio de um filtro ativo de potência (FAP) ideal. Esse FAP recebe a corrente de referência gerada por meio das amplitudes e ângulos de fase estimados pela DNN proposta. Conseguiu-se uma atenuação da THD de 18,54% para 0,81% no estudo de caso realizado com FAP ideal. A validação do método ocorreu por meio de simulações computacionais que demonstraram a capacidade de estimar seletivamente os harmônicos por meio de um sinal de corrente com amostragem de um quarto de ciclo. A principal contribuição do trabalho é a proposta de um método de estimativa harmônica seletiva que pode ser empregado, por exemplo, em um FAP, para atenuação da distorção harmônica, ou em aplicações de monitoramento e controle da QEE.

Não recebi financiamento Several studies have examined the reduction of carbon dioxide emissions into the atmosphere. The use of sustainable energy sources, such as solar and wind power, is focused by some of these studies. The Voltage Source Converter (VSC) is usually emplayed to connect solar photovoltaic systems to the electrical grid. The four-wire VSC enables the connection of three-phase four-wire grids to single-, two-, and three-phase loads in addition to providing a path for the load neutral current. The load neutral current is generated at the Point of Common Coupling (PCC), produced by unbalanced single- or three-phase loads. As confirmed in the literature, depending on the VSC application, the load neutral can be splitted into two parts, the midpoint and neutral currents, generating problems in the VSC and in its respective operations, such as voltage surge on the DC side of the VSC. The present study analyzes the midpoint current in four-wire VSC, operating as a follower and grid-former under unbalanced voltage in the PCC. The following were studied in this analysis: the four-wire VSC, application of the proportional-resonant controller in the VSC control system operating as a follower and grid-former, application of the filter between the point of the capacitors and the common point of the loads connected to the PCC. A literature review of the four-wire VSC and simulation results indicated that the midpoint current carries low amplitude frequencies that when interacting with capacitors on the DC side of the VSC promote voltage ripple across them. Atualmente, existem diversos estudos sobre a redução das emissões de dióxido de carbono na atmosfera. A inserção de fontes sustentáveis (por exemplo, solar e eólica) na matriz energética é um desses relevantes estudos. O Conversor Fonte de Tensão (VSC - Voltage Source Converter), geralmente, é usado para a conexão de sistemas fotovoltaicos (fonte solar) à rede elétrica. O VSC a quatro fios que possibilita a sua conexão em redes trifásicas com neutro, com cargas monofásicas, bifásicas e trifásicas e fornece um caminho para a corrente de neutro de carga. A corrente de neutro de carga é gerada no Ponto de Acoplamento Comum (PAC), que é produzido por cargas monofásicas ou trifásicas desequilibradas. Verifica-se, na literatura consultada, que a corrente de neutro de carga dependendo da aplicação do VSC pode ser fracionada em duas parcelas, a corrente do ponto médio e a corrente de neutro, gerando alguns problemas no VSC e em suas respectivas operações como, por exemplo, oscilação de tensão no lado CC do VSC. O presente trabalho visa a análise da corrente do ponto médio no VSC a quatro fios, operando como seguidor e formador de rede sob o desequilíbrio de tesão no PAC. As seguintes atividades foram realizadas na análise da corrente do ponto médio: o estudo do VSC a quatro fios, a aplicação do controlador proporcional ressonante no sistema de controle do VSC operando como seguidor e formador de rede, o estudo da aplicação do filtro entre o ponto médio dos capacitores e o ponto comum das cargas conectadas no PAC, a revisão bibliográfica do VSC a quatro fios e resultados de simulações, que demonstraram que a corrente do ponto médio transporta frequências de baixa amplitude e que ao interagir com os capacitores do lado CC do VSC promove ondulação de tensão nos capacitores do lado CC do VSC.

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho, Marcelo Gradella Villalva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Apresenta-se uma proposta de modelagem matemática do elo de corrente contínua do conversor fotovoltaico com filtro LCL conectado à rede elétrica. Considera-se na modelagem a dinâmica do filtro LCL e do controle de corrente elétrica injetada na rede. Para o controle de corrente, utilizou-se o controlador proporcional ressonante (P-ressonante) com compensação de harmônicas. O amortecimento do filtro LCL é realizado através de um filtro notch. Com a modelagem proposta, obtém-se um modelo não linear. Este modelo é linearizado para obter um modelo dinâmico que representa, com acurácia, a dinâmica do lado CC do conversor CC-CA em torno do ponto de operação em análise, o qual é capaz de representar a característica de fase não mínima quando o conversor com filtro LCL está funcionando como retificador. Modelos tradicionais da entrada CC do conversor, obtidos desprezando a dinâmica do filtro do lado CA, não são capazes de distinguir os modos de operação do converso (inversor ou retificador) assim como não representam o comportamento de fase não mínima quando o conversor funciona como retificador. O comportamento de fase não mínima está associado com atraso de fase que, quando excessivo, conduz a um desempenho de controle insatisfatório ou mesmo à instabilidade. É apresentada uma comparação entre os resultados experimentais e os resultados de simulação obtidos, comprovando a validade do estudo proposto. Para realizar os testes experimentais, um conversor fotovoltaico de dois estágios de 7,5kW foi construído juntamente com toda uma plataforma de aquisição de dados e de comunicação necessários para as verificações das técnicas Abstract: A proposal of mathematical modeling of the direct current link of the photovoltaic converter with LCL filter connected to the electrical grid is presented. It is considered in the modeling the dynamics of the LCL filter and the control of electric current injected into the network. For the current control, the resonant proportional controller (P-resonant) was used with harmonic compensation. The damping of the LCL filter is performed through a notch filter. With the proposed model, a nonlinear model is obtained. This model is linearized to obtain a dynamic model that accurately represents the dynamics of the DC side of the DC-AC converter around the operating point under analysis, which can represent the non-minimal phase characteristic when the converter with LCL filter is working as a rectifier. Traditional models of the DC converter input, obtained by neglecting the AC side filter dynamics, are not able to distinguish the operating modes of the converter (inverter or rectifier) as well as do not represent the non-minimum phase behavior when the converter functions as a rectifier. Non-minimal phase behavior is associated with phase delay which, when excessive, leads to poor control performance or even instability. A comparison between the experimental results and the simulation results is presented, proving the validity of the proposed study. To carry out the experimental tests, a two-stage 7.5 kW photovoltaic converter was built together with a complete data acquisition and communication platform required for the verification of the techniques Doutorado Energia Elétrica Doutor em Engenharia Elétrica CNPQ 141232/2014-5 FAPESP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) The three-phase dc-ac converters based on power electronics are the main equipment used to connect renewable sources to the electricity distribution system. The three-phase four-wire distribution system with voltage unbalance has undesired negative and zero sequence components, which can cause several negative impacts to the system. Among these impacts, it stands out as synchronism failures between the dc-ca converter and the electrical grid, which is normally done through Phase Lock Loop (PLL). The Synchronous Reference Frame-PLL (SRF-PLL) is it used. However, this method does not perform well when the electrical grid has voltage unbalance, since negative and zero sequence components are present in the unbalanced system. There are PLLs that can be used, within certain operating limits, in an electrical grid with voltage imbalance, such as Dual Second Order Generalized Integrator-PLL (DSOGI-PLL) that allows the synchronism between the converter cc-ca and the mains even in conditions of voltage imbalance. In this work, the performance of SRF-PLL and DSOGI-PLL is studied when the cc-ca converter is subjected to several imbalance factors. The simulation results are obtained, bulletin with the balanced system. In addition, the system was simulated with unbalanced loads, considering some operating situations. The main conclusion obtained is that the cc-ca converter can inject sinusoidal currents into the electrical grid up to a certain operating limit using the DSOGI-PLL Os conversores cc-ca trifásicos baseados em eletrônica de potência são os principais equipamentos empregados para a conexão de fontes renováveis ao sistema de distribuição de energia elétrica. O sistema de distribuição trifásico quatro a fios com desequilíbrio de tensão apresenta componentes indesejados de sequência negativa e zero, que podem ocasionar vários impactos negativos ao sistema. Dentre esses impactos, destacam-se as falhas de sincronismo entre o conversor cc-ca e a rede elétrica, que é feito normalmente por meio do PLL (Phase Lock Loop). O SRF-PLL (Synchronous Reference Frame-PLL) é utilizado. Entretanto, esse método não apresenta bom desempenho quando à rede elétrica possui desequilíbrio de tensão, uma vez que componentes de sequência negativa e zero estão presentes no sistema desequilibrado. Existem PLLs que podem ser usados, dentro de certos limites de operação, em uma rede elétrica com desequilíbrio de tensão como, por exemplo, DSOGI-PLL (Dual Second Order Generalized Integrator-PLL) que possibilita o sincronismo entre o conversor cc-ca e à rede mesmo em condições de desequilíbrio de tensão. Neste trabalho também é estudado o desempenho do SRF-PLL e DSOGI-PLL quando o conversor cc-ca é submetido a diversos fatores de desequilíbrio. Os resultados de simulação são obtidos, inicialmente, com o sistema equilibrado. Além disso, o sistema foi simulado com cargas desequilibradas, considerando algumas situações de operação. A principal conclusão obtida é que o conversor cc-ca pode injetar correntes senoidais à rede elétrica até um certo limite de operação utilizando o DSOGI-PLL. 88882.427094/2019-1

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da UTFPR Associado à Universidade Estadual de Londrina Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Os motores de indução trifásicos são amplamente empregados em processos de produção industrial, devido ao seu baixo custo de aquisição e manutenção, bem como sua adaptação diante de diferentes condições de cargas mecânicas e robustez para uso em ambientes agressivos. O diagnóstico de uma falha incipiente quando esses motores estão em operação, mesmo antes que falhas significativas possam ocorrer, devem receber uma especial atenção da indústria. Assim, um diagnóstico adequado pode levar à redução das perdas nos processos, tempo fora de serviço e a quebra do equipamento, além de garantir operação consistente e confiável dos sistemas industriais. Neste contexto, este trabalho apresenta uma proposta sobre o uso de ferramentas de processamento de sinais e sistemas inteligentes no diagnóstico de falhas de rolamentos, rotor e estator em motores de indução, mesmo quando sujeitos a diversas condições de operação, como variações no torque de carga independente da alimentação da máquina. Este trabalho propõe a extração das características de falha baseadas em medidas de informação mútua atrasada entre os sinais das correntes de linha do estator, e , no domínio do tempo. Para avaliar a acurácia da classificação sob vários níveis de severidade de falhas, comparou-se o desempenho de três diferentes técnicas de reconhecimento de padrões: rede neural artificial do tipo perceptron multicamadas, k-vizinhos mais próximos e máquinas de vetores de suporte. Os resultados experimentais off-line e on-line apresentados neste trabalho validam a robustez e a eficácia da abordagem proposta. Three-phase induction motors are widely employed in industrial production processes due to their low acquisition cost and maintenance and adaptation in front of different conditions of mechanical loads and robustness for use in harsh environments. Diagnosing an incipient fault when these motors are in operation, even before significant faults may occur, should receive special attention from the industry. Thus, a proper diagnosis can reduce losses in the processes, time out of service, and the equipment breaks down and ensures consistent and reliable industrial systems operation. In this context, this paper presents an approach concerning the use of intelligent systems and signal processing tools in the classification of bearing, rotor, and stator fault diagnosis in induction motors, even when they are subject to various operating conditions such as variations in load torque independent of machine power supply. This work proposes the extraction of the fault characteristics based on delayed mutual information measurements between the stator line current signals, , and , in the time domain. To evaluate the classification accuracy under various fault severity levels, the performance of three different pattern recognition techniques were compared: artificial neural network type multilayer perceptron, k-nearest neighbors and support vector machine. The offline and online experimental results presented in this work validate the proposed approach’s robustness and effectiveness.

Esta tese de doutorado apresenta um condicionador multifuncional híbrido de qualidade de energia unificado (UPQC-H – Unified Power Quality Conditioner Hybrid) proposto para operar como interface entre redes de concessionárias e microrredes elétricas híbridas (H-μGs – Hybrid microgrids). Como principal funcionalidade, o UPQC-H forma os barramentos e para a H-μG, mas também, com a mesma estrutura principal, permite a integração de sistemas de geração distribuída (DGS – Distributed Generation Systems) e sistemas de armazenamento de energia (ESS – Energy Storage Systems). Para se adequar às funcionalidades citadas, o sistema proposto conta com a adição de apenas dois interruptores ao circuito de potência do UPQC trifásico convencional, que geralmente é composto por dois inversores trifásicos usados para operar como conversores em conexão série e paralela. Algumas vantagens relacionadas à configuração UPQC-H proposta podem ser destacadas, como segue: 1) aplicação versátil para qualquer configuração H-μG; 2) troca de energia automática entre os barramentos e da H-μG nos modos de operação conectado à rede e ilhado; 3) transições sem interrupção entre os modos de operação ilhado e conectado à rede e vice-versa; e 4) suavização dos problemas relacionados à intermitência das fontes de energia renovável. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para validar a proposta e explorar as multifuncionalidades do UPQC-H operando como interface entre a rede concessionária trifásica e uma H-μG e, simultaneamente, integrando DGS baseado em energia fotovoltaica e ESS baseado em banco de baterias. This doctoral thesis presents a multifunctional hybrid unified power quality conditioner (UPQC-H), which is proposed to operate as an interface between utility grids and hybrid microgrids (H-μG). The UPQC-H forms the and buses for H-μG and integrates both the distributed generation systems (DGS) and energy storage systems (ESS). In order to achieve the cited functionalities, the proposed UPQC-H includes two additional power switches to the traditional three-phase UPQC power circuit, which is commonly composed of two three-phase inverters used to operate as series and parallel converters. Some advantages related to the proposed UPQC-H configuration can be highlighted, as follows: 1) versatile application to any H-μG configuration; 2) natural power exchange between the hybrid and buses in both grid-connected and islanded operating modes; 3) seamless transitions between the islanded and grid-connected operating modes, and vice versa. 4) smoothing of the problems associated with the RES intermittencies. Extended experimental and computational results are presented to validate the proposal and explore the multifunctionalities of the UPQC-H interfacing a threephase utility grid and a H-μG, and, simultaneously, integrating photovoltaic-based DGS and ESS based on battery bank.

Orientador: Prof. Dr. Thales Sousa Coorientador: Prof. Dr. Eduardo Werley Silva dos Ângelos Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2020. O aumento da participação de fontes renováveis no setor elétrico, em especial das fontes eólica e solar fotovoltaica, chama a atenção para a necessidade de desenvolvimento de novos modelos de planejamento e operação do sistema elétrico. Neste contexto, este trabalho apresenta uma nova modelagem para o despacho horário da energia elétrica produzida por fontes renováveis eólica, hidráulica e solar, e fonte térmica. A modelagem matemática do problema foi realizada no software AMPL (Modeling Language for Mathematical Programming) e para solução foi utilizado o Método de Pontos Interiores, por meio do solver Knitro. As simulações foram realizadas em um sistema de teste IEEE 30 barras modificado, onde foram inseridos os dados de geração de usinas eólica e solar de grande porte conectadas ao sistema elétrico brasileiro. As simulações foram realizadas considerando 24 horas de operação, onde foram consideradas duas funções objetivo: (1) minimização horária de perdas de energia ativa, e (2) minimização horária de custos de geração de energia elétrica. São consideradas as restrições inerentes ao sistema elétrico, e relacionadas às diferentes fontes de geração, assim como diferentes custos por fonte. Nos resultados das simulações são determinados o montante de energia gerado, as perdas de energia e os custos de geração para cada hora e o total após as 24 horas. A modelagem, assim como o método utilizado se mostraram eficientes para solucionar o problema de despacho horário de energia elétrica The increased share of renewable sources in the electricity sector, especially wind and solar photovoltaic sources, has drawn attention to the need to develop new models for planning and operating the electrical system. In this context, this work presents a model for the hourly dispatch of electric energy produced by renewable wind, hydraulic and solar sources, and thermal source. The mathematical modeling of the problem was carried out in the AMPL (Modeling Language for Mathematical Programming) software and for solution the Inner Points Method was used, through the Knitro solver. The simulations were carried out in a modified IEEE 30 bus test system, where the generation data of large wind and solar plants connected to the Brazilian electrical system were inserted. The simulations were carried out considering 24 hours of operation, where two objective functions were considered: (1) hourly minimization of active power losses, and (2) hourly minimization of electricity generation costs. The restrictions inherent to the electrical system, and related to the different sources of generation, as well as different costs per source are considered. The results of the simulations determine the amount of energy generated, energy losses and generation costs for each hour and the total after 24 hours. The modeling, as well as the method used, proved to be efficient to solve the problem of hourly dispatch of electricity.

Orientador: Prof. Dr. Thales Sousa Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Santo André, 2020. As redes inteligentes de energia elétrica - Smart Grids - têm cada vez mais se tornado uma realidade no Brasil e no Mundo. Para tanto, diversos dispositivos têm sido instalados e distribuídos ao longo da rede elétrica, em aplicações críticas ou não, com objetivo de informar as utilities ou clientes sobre o atual estado da rede ou também sobre o estado dos equipamentos instalados. Devido a esta transformação tecnológica das redes elétricas, uma ampla gama de funcionalidades, técnicas, capacidades de implantação integradas a uma solução completa e coesa, suportada por uma abordagem de escalabilidade, interoperabilidade e adaptabilidade tem sido amplamente estudada. Neste sentido, o presente trabalho propôs a avaliação de uma placa de comunicação híbrida considerando as melhores práticas observadas na literatura. Neste sentido, a partir de testes em laboratório, a placa foi instalada em campo permitindo uma análise do desempenho real a partir de diferentes cenários propostos. The Smart Grids have become a reality in Brazil and in the World. Several devices have been installed and distributed along the electrical network, in critical applications or not, in order to inform the utilities or customers about the current state of the network or also about the state of the installed equipment. Due to this technological transformation of the electrical grids, a wide range of functionalities, techniques, deployment capabilities integrated to a complete and cohesive solution, supported by a scalability, interoperability and adaptability approach has been widely studied. In this sense, the present work proposed an evaluation of a hybrid communication board construction considering the best practice observed in the literature. In this sense starting from the laboratory tests the prototype was installed in the field permitting a real analyze considering the different scenarios.

Este trabalho visa investigar e apresentar melhorias nas respostas das malhas de controle, pertencentes ao conversor do lado do rotor de um sistema eólico, que utiliza o gerador de indução duplamente alimentado, comandando por controle vetorial orientado pelo ângulo de fase da rede, visando o aumento da estabilidade de tensão do sistema. Para a otimização dos ganhos dos controladores proporcionais integrativos será utilizada uma metaheurística populacional de otimização denominada evolução diferencial onde 25 pontos de operação do sistema serão considerados na etapa de projeto para aumentar a robustez do controle. O comportamento das malhas de controle são avaliados após a ocorrência de curto-circuitos trifásico na rede de distribuição, utilizando o ambiente MATLAB/Simulink®. This work aims to investigate and suggest improvements in the mesh responses of the rotor side converter of a wind turbine system that uses the double fed induction generator, controlled by vector control oriented by the angle of the network, aiming to increase sistem Stability. To optimize the gains of proportional and integrative controllers, a population optimization metaheuristic, called differential evolution, is used where, 25 operating points of the system will be used in the design stage to tune efficient controllers regardless of system conditions. The behavior of the control meshes are evaluated after the occurrence of three-phase faults, using the MATLAB / Simulink® environment.

Orientador: Prof. Dr. Edmarcio Antonio Belati Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2016. A inclusão de fontes de geração distribuída (GD) em sistemas elétricos vem crescendo nos últimos anos motivando o uso de fontes de energia alternativas renováveis ao mesmo tempo em que tem aumentado a demanda de energia global. Uma das fontes que tem crescido nos últimos anos ao nível mundial é a energia eólica. Frente à possibilidade de uma situação de escassez de energia elétrica, o aumento no custo da eletricidade e a busca constante das companhias por ter uma operação econômica do sistema elétrico, o estudo do desempenho ótimo da rede é apresentado como um tema importante para os centros de operação das companhias de energia elétrica. Desta forma, os Sistemas Elétricos de Potência (SEP) necessitam de ferramentas rápidas de análise para auxiliar os agentes na tomada de decisões surgindo assim o interesse em desenvolver ferramentas de análise que permitam aos operadores da rede tomarem decisões rápidas em relação às possíveis eventualidades ou variações no comportamento do sistema. O objetivo principal deste trabalho é aplicar análise de sensibilidade de segunda ordem (ASSO) nos sistemas de distribuição com geração eólica para obter um possível ponto de operação ótima de forma rápida após ocorrerem perturbações tanto na geração eólica quanto na carga do sistema. Para tanto foi modelado um Fluxo de Potência Ótimo (FPO) com as características do sistema e com o objetivo de minimizar as perdas de potência ativa, caracterizando assim o caso base (CB) e posteriormente aplicou-se a ASSO à solução encontrada no CB de forma a obter uma resposta rápida e econômica. Vale destacar que para validação da metodologia proposta buscou-se aplica-lo em sistemas de distribuição de energia elétrica. The inclusion of distributed generation sources (DG) in electrical systems has been growing in recent years encouraging the use of alternative renewable energy sources at the same time it has increased the global energy demand. One of the sources that has grown in recent years worldwide is wind energy. Facing the possibility of energy shortage situation, the increase in the cost of electricity and the constant pursuit of companies to have an economic operation of the electrical system, the study of the network optimal performance is presented as a major issue for the operation centers of electricity companies. Thus, the Electric Power System (EPS) need fast analysis tools to assist agents in decision-making thus resulting interest in developing analysis tools that allow network operators to make quick decisions in relation to the possible eventualities or variations in system behavior. The main objective of this work is to apply analysis of second-order sensitivity (ASOS) in distribution systems with wind generation for an approximate point of optimal operation fastest as possible after disturbances occur both in wind generation, as the system load. For Optimal Power Flow (OPF) with the system's features and with the objective of minimize the loss of active power much was modeled, characterizing the base case (BC) and then applying the ASOS the solution obtained in BC in order to get a quick answer and economic. Note that to validate the proposed methodology we sought to apply it in electric power distribution systems.

Orientador: Prof. Dr. Marat Rafikov Tese ( doutorado)- Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016.

Orientador: Prof. Dr. Jesus Franklin Andrade Romero. Tese ( doutorado)- Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016.

Orientador: Prof. Dr. Álvaro Batista Dietrich Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2014. Com a crescente utilização da eletrônica embarcada nos veículos atuais em produção, surgiu uma preocupação sobre os efeitos causados por campos eletromagnéticos em módulos e sistemas eletrônicos. Esses campos podem ser gerados por fontes intencionais, como por exemplo, uma emissora de rádio ou devido a uma fonte não intencional, isto é, um campo gerado pelo funcionamento de outro sistema eletrônico, pelo próprio módulo ou pelo cabeamento utilizado para a conexão elétrica desses dispositivos. Desta forma, o objetivo desse trabalho é avaliar a intensidade de um campo eletromagnético irradiado pelo próprio veículo em seu interior, na região onde geralmente é instalado o rádio/GPS ou sistema multimídia e verificar a possibilidade deste campo interferir no funcionamento do Bluetooth. Alguns ensaios foram conduzidos e os campos irradiados pelo veículo em determinadas situações de funcionamento foram medidos. Ademais, utilizando o software de simulação CST (Computer Simulation Technology), realizou-se uma proposta para a abordagem de modelamento computacional dessas medidas na região do painel de instrumentos do veículo. Os resultados obtidos nos ensaios mostraram que o sistema elétrico do veículo não produz campos ou ruídos eletromagnéticas que possam interferir no funcionamento do Bluetooth. Também verificou-se que o CST pode ser utilizado como uma importante ferramenta de modelagem computacional. Portanto, esse trabalho fornece requisitos para um refinamento dos processos de medição e simulação dos efeitos de EMC (Electromagnetic Compatibility) e constata que há alternativas para redução de recursos financeiros de forma direta e na agilidade de se obter diferentes cenários de simulação. With the increasing use of electronics in current production vehicles, a concern about the effects caused by electromagnetic fields in modules and electronic systems emerged. These fields can be generated by intentional sources, such as a broadscast transmitter or due to an unintentional source, i.e., a field generated by the operating system, for itself or other electronic cabling used for the electrical connection of these devices. Thus, the aim of this study is to evaluate the intensity of an electromagnetic field radiated by the vehicle itself within, the region where the radio / GPS or multimedia system is usually installed and consequently the possibility of this field interfered with Bluetooth. Tests were conducted and the radiated fields in certain operating situations were measured. Moreover, using the simulation software CST (Computer Simulation Technology), there was a proposal for early computational modeling of such measures on the vehicle instrument panel area. The test obtained results showed that the vehicle's electrical system does not produce noise or electromagnetic fields that can interfere with existing Bluetooth operation. Furthermore, it was found that the CST could be used as an important tool of computer modeling. Therefore, this work provides requirements for a refinement of current procedures on the measurement and simulations. It points out directions for alternatives on the cost reduction related to these studies, as well as agility different simulation scenarios.

Orientador: Prof. Dr. Claudionor Francisco do Nascimento Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2014. Os sistemas de distribuição de energia elétrica, de um modo geral, são radiais. Estes sistemas podem possuir problemas de qualidade da energia elétrica em suas barras, tais como os desequilíbrios de tensão e de corrente. Ademais, as redes de distribuição podem conter uma grande quantidade de cargas monofásicas e trifásicas desequilibradas, indutivas e não lineares, o que pode resultar nos seguintes problemas: baixo fator de potência, desequilíbrio de tensão e distorção harmônica. Nesse sentido, devido à dinâmica destas cargas e a ocorrência de fenômenos, como afundamento de tensão por partidas de grandes motores e curtos-circuitos, há a necessidade de solução destas anormalidades, com respostas rápidas de estabilização. De maneira a atender a esta necessidade, os resultados das recentes pesquisas baseadas na eletrônica de potência têm proporcionado a utilização de equipamentos capazes de trabalhar em sistemas de potência de alta tensão. Esse avanço permite aplicações de dispositivos FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) nas operações de flexibilidade e mitigação de problemas comuns às redes de energia elétrica de transmissão e de distribuição, melhorando, assim, a qualidade da energia elétrica, o que aumenta a confiabilidade destes sistemas. Com este propósito, o presente trabalho tem como objetivo principal o estudo e a modelagem de um DSTATCOM (Distribution Static Compensator) em um sistema de distribuição de energia elétrica com variações de tensão, avaliando os possíveis benefícios proporcionados a este sistema. Os resultados de simulação foram obtidos com o auxílio do software MatLab/Simuling. Distribution systems of electric power, in general, are radial. These systems have power quality problems in their power bars, such as the voltage variations. Moreover, the distribution networks contain a large amount of single-phase and three-phase unbalanced loads, inductive and non-linear, which may result in the following problems: low power factor, voltage unbalance, and harmonic distortion. Accordingly, due to the dynamic loads and the occurrence of these phenomena, such as voltage sag matches by large motors and short circuits, there is a need for solution of these abnormalities, with responsive stabilization. In order to meet this need, the results of recent research based on power electronics have provided the use of equipment to work on systems of high voltage power. This advancement allows applications FACTS devices (Flexible Alternating Current Transmission Systems) flexibility in operations and mitigation of problems common to the networks of electricity transmission and distribution, thus improving the quality of electric power, which increases the reliability of these systems. For this purpose, the present work has as main objective the study and modeling of a DSTATCOM (Distribution Static Compensator) in a system of electricity distribution, evaluating the possible benefits provided to the electric power system. The simulation results were obtained with the aid of software Matlab/Simuling. The effectiveness of the work has been proven since the DSTATCOM installed, the distribution network operated within established standards.

Orientador: Claudionor Francisco do Nascimento Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2012

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho, Marcelo Gradella Villalva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Apresenta-se a implementação de um inversor trifásico de tensão a três níveis para ser utilizado no controle de velocidade de um motor síncrono trifásico a imãs permanentes usando o método de controle vetorial. Realizou-se o estudo, projeto e construção de um inversor de tensão a três níveis com neutro grampeado ou inversor NPC neutral point clamped. Utilizou-se modulação em largura de pulsos por vetores espaciais no controle vetorial de velocidade do motor. Foram realizadas simulações do sistema proposto usando os aplicativos computacionais Matlab/Simulink e PSIM. Realizou-se em seguida uma montagem experimental constituída de um motor síncrono a imãs permanentes de 0,75 kW acoplado a um freio eletromagnético que lhe serviu de carga mecânica. O sistema motor e carga foi acionado pelo inversor com modulação em largura de pulsos por vetores espaciais e os resultados obtidos do controle de velocidade realizado, incluindo reversão de velocidade e frenação do motor, são apresentados no trabalho. Comparou-se também o desempenho de um inversor a três níveis usando modulação em largura de pulsos por vetores espaciais com o desempenho de um inversor a dois níveis usando modulação em largura de pulsos por vetores espaciais na alimentação de uma carga resistiva. Resultados de simulação e resultados experimentais são apresentados. Neste trabalho realizou-se uma comparação qualitativa entre o uso do inversor a dois níveis e do inversor a três níveis que mostra em que situações é conveniente utilizar o inversor a três níveis Abstract: It is presented the implementation of a three phase three level voltage inverter to be used in the speed control of a three phase permanent magnet synchronous motor using the vector control method. To achieve this goal, it was carried out the study, design and construction of a three level neutral point clamped voltage inverter or NPC inverter. For the control of the motor it was used a space vector modulation. The proposed system was simulated using Matlab/Simulink and PSIM softwares. It was carried out an experimental assembly consisting of a 0.75 kW permanent magnet synchronous motor coupled to an electromagnetic brake as a mechanical load. The motor and load system were triggered by the inverter with space vector modulation. The results of the speed control, including reversal of speed and motor breaking, are presented in the study. The performance of a three level inverter using space vector modulation is compared to the performance of a two level inverter using space vector modulation feeding a resistive load. The simulation and experimental results are presented. In this work a qualitative comparison between the two level inverter and three level inverter was done showing in wich situations it is better to use the three level inverter Mestrado Energia Elétrica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marat Rafikov Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2011.