Navegando por Autor "Souza, Benemar Alencar de"
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Tese Um algoritmo para estimação de estado em alimentadores de distribuição de energia elétrica com base no método da soma de potências(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2003-12-29) Almeida, Marcos Antonio Dias de; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781378J1; ; http://lattes.cnpq.br/5323110802158816; Bezerra, Ubiratan Holanda; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787768D6; Souza, Benemar Alencar de; ; http://lattes.cnpq.br/4987294390789975; Oliveira, José Tavares de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780328Y8; Dória Neto, Adrião Duarte; ; http://lattes.cnpq.br/1987295209521433A grande maioria dos algoritmos de estimação de estado, que usa o modelo clássico, se destina à aplicação em sistemas de transmissão. Há poucos algoritmos para sistemas de distribuição. Isto se deve em parte, a pequena quantidade de dados de medição disponíveis em tempo real. A maioria dos alimentadores só dispõe de medição de corrente na saída do barramento de média tensão da subestação. Dessa forma, a aplicação de algoritmos tradicionais de estimação de estado para a supervisão de alimentadores pode ser inadequada, mesmo considerando dados obtidos off-line através de pseudomedições. Entretanto, a necessidade de automatização da operação dos sistemas de distribuição, principalmente no que diz respeito à seletividade quando da presença de defeitos, fez surgir alguns equipamentos telecomandados, que incorporam módulos de telemedição de algumas grandezas da rede, que podem ser transmitidas em tempo real para o centro de operação do sistema COS. Isso permite o desenvolvimento de um novo modelo de estimador de estado, envolvendo medidas reais e pseudomedidas de cargas, que são construídas a partir da definição de fatores de potência e de utilização típicos de sistemas de distribuição. O presente trabalho trata do desenvolvimento de um novo modelo de estimador de estado voltado para sistemas de distribuição, particularmente, alimentadores radiais. Baseia-se no algoritmo do fluxo de carga soma de potências. Daí o nome estimador de estado de soma de potências. O método faz a estimação de alimentador por seção, partindo da subestação para os ramais. Para cada seção é construído o modelo de medição. Isto resulta em sistemas de equações não-lineares, sobre determinados, que requerem uma solução iterativa. Obtém-se essa solução através do método dos mínimos quadrados ponderados via equação normal de Gauss. As grandezas estimadas em uma seção são usadas como pseudomedidas para estimar a seção subseqüente. O conjunto de medição de cada seção é constituído por pseudomedidas ou medidas de fluxos de potência nos trechos e tensões nodais, em tempo real, e por pseudomedidas de injeções de potências nos nós. As pseudomedidas de injeções de potência são construídas a partir das equações clássicas de potências injetadas, usadas no estudo de fluxo de carga. Assume-se ainda, que o sistema trifásico pode ser representado por seu equivalente monofásico. A grande vantagem do algoritmo está na simplicidade e rapidez do programa computacional que o implementa. Além disso, é muito eficiente no que diz respeito à exatidão das grandezas estimadas. Além do estimador soma de potências, este trabalho mostra como outros algoritmos poderiam ser adaptados para prover estimação de estado de subestações e circuitos de média tensão, isto é, o método de Schweppe e um algoritmo baseado em proporcionalidade de corrente, que normalmente é usado em estudos de planejamento de redes. Ambos os estimadores foram implementados não somente como alternativas para o método proposto, mas também procurando obter resultados para servir de suporte para sua validação. Uma vez que na maioria dos casos não há medição de potências na saída para o alimentador e esta é requerida para implementação do método da soma de potências, um novo algoritmo para estimar as grandezas de rede em barra de média tensão foi também desenvolvidoTese Classificação de distúrbios na rede elétrica usando redes neurais e wavelets(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-10-13) Santos, Crisluci Karina Souza; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781378J1; ; Oliveira, José Tavares de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780328Y8; Bezerra, Ubiratan Holanda; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787768D6; Souza, Benemar Alencar de; ; http://lattes.cnpq.br/4987294390789975; Melo, Jorge Dantas de; ; http://lattes.cnpq.br/7325007451912598; Leitão, José Júlio de Almeida Lins; ; http://lattes.cnpq.br/5560023605852197Análises pós-despacho de sinais oriundos de registradores de perturbações fornecem muitas vezes informações importantes para identificação e classificação de distúrbios nos sistemas, visando a uma gestão mais eficiente do fornecimento de energia elétrica. Para auxiliar nessa tarefa, faz-se necessário recorrer a técnicas de processamento de sinais, a fim de automatizar o diagnóstico sobre os tipos de distúrbio presentes nos sinais registrados. A transformada wavelet constitui-se em uma ferramenta matemática bastante eficaz na análise de sinais de tensão ou corrente, obtidos imediatamente após a ocorrência de distúrbios na rede. Este trabalho apresenta uma metodologia baseada na transformada wavelet discreta e na comparação de curvas de distribuição da energia de sinais, com e sem distúrbio, para diferentes níveis de resolução de sua decomposição, com o objetivo de obter descritores que permitam a sua classificação através do uso de redes neurais artificiaisArtigo Detecção de faltas evolutivas e múltiplos distúrbios em registros oscilográficos baseada na transformada wavelet discreta(Sociedade Brasileira de Automática (SBA), 2009-05-11) Costa, Flávio Bezerra; Brito, Núbia Silva Dantas; Souza, Benemar Alencar deApresenta-se neste artigo um método de detecção automática de faltas baseado na análise da energia janelada dos coeficientes wavelet das tensões e correntes de fase. O método é capaz de detectar faltas evolutivas e de múltiplos distúrbios transitórios, a exemplo de uma falta seguida por um religamento automático, capturados no mesmo registro oscilográfico. O método também consegue distinguir faltas de algumas ocorrências relacionadas à qualidade da energia elétrica, tais como afundamento de tensão e transitórios de chaveamento.O método é eficaz na identificação dos instantes inicial e final da falta, além de conseguir analisar sinais referentes a linhas de transmissão de diferentes classes de tensão e que tenham sido registrados com frequências de amostragem diversas. Em avaliação de desempenho com registros oscilográficos simulados e reais, o método apresentou bons resultadosArtigo High impedance faults: from field tests to modeling(Springer, 2013-09-18) Santos, Wellinsílvio Costa dos; Souza, Benemar Alencar de; Brito, Núbia Silva Dantas; Costa, Flávio Bezerra; Paes Júnior, Marcelo Renato CerqueiraHigh impedance faults (HIFs) are serious and troubling disturbances on power distribution systems because the main power system protection devices are usually not able to diagnose them accurately due to the low fault current levels. This paper presents the detailing of field experiments and modeling of HIF. A literature review of models of HIF was made and it was proposed to use a model known in the literature with some adjustments. With the model, based on actual records obtained at different contact surfaces, it was possible to obtain a set of simulated records representing the most important features found in most of the HIFTese Metodologia de estimação de estados para tratamento de medições errôneas e registros não sincronizados em algoritmos de localização de faltas em linhas de transmissão(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-07-17) Cruz, Melinda Cesianara Silva da; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; ; http://lattes.cnpq.br/8555051036360867; Souza, Benemar Alencar de; ; http://lattes.cnpq.br/4987294390789975; Coury, Denis Vinicius; ; http://lattes.cnpq.br/4102044100700526; Oliveira, José Tavares de; ; http://lattes.cnpq.br/0617813879678041; Almeida, Marcos Antonio Dias de; ; http://lattes.cnpq.br/5323110802158816; Pimentel Filho, Max Chianca; ; http://lattes.cnpq.br/0466613101201324O desempenho de algoritmos para localização de faltas em linhas de transmissão está diretamente relacionado à exatidão dos seus dados de entrada. Assim, fatores como erros nos parâmetros da linha de transmissão, falhas na sincronização de registros oscilográficos e erros em medições de tensão e de corrente podem influenciar de forma significativa as ferramentas que usam dados errôneos para indicar o local de defeitos. Este trabalho apresenta uma nova metodologia para localização de faltas em linhas de transmissão, baseada na teoria de estimação de estados, de forma a determinar o local mais provável de ocorrência de curtos-circuitos através da consideração de erros sistemáticos realísticos que podem estar presentes nas medições de tensão e de corrente. O algoritmo foi implementado em duas etapas: pré-falta e pós-falta. Na primeira etapa, admitindo dados não sincronizados, estima-se o ângulo de sincronização e os parâmetros de sequência positiva da linha de transmissão, e na segunda, estima-se a distância de falta. Além de calcular o valor mais provável para a distância de falta, a partir da consideração de erros nas medições, a variância associada a esta distância também é determinada, usando definições da teoria de erros. Essa é uma das principais contribuições deste trabalho, visto que, a partir o algoritmo proposto, é possível determinar uma região de provável incidência da falta, com aproximadamente 95,45% de confiança. Testes para avaliação e validação da metodologia foram realizados a partir de registros reais de falta e a partir de simulações de sistemas fictícios de transmissão no software ATP. Os resultados obtidos são relevantes para mostrar que o estimador de localização de faltas desenvolvido apresenta bom desempenho mesmo adotando variâncias realísticas.Dissertação Proposição de um modelo para análise de fluxo de carga, curto-circuito e simulação de relés de produção(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2004-12-17) Oliveira, Arrhenius Vinícius da Costa; Oliveira, José Tavares de; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781378J1; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780328Y8; ; http://lattes.cnpq.br/5392659422114043; Pinheiro, Ricardo Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/4890839733220743; Souza, Benemar Alencar de; ; http://lattes.cnpq.br/4987294390789975O presente trabalho objetiva ao desenvolvimento de um modelo para simular redes de energia elétrica em regimes transitório e permanente, utilizando o software ATP (Alternative Transient Program), para servir como elo entre dois temas distintos, presentes na metodologia clássica de planejamento de redes: a análise de curtos-circuitos e o estudo de fluxo de carga. Além disso, dispondo de uma ferramenta de simulação de relés, pretende-se usar o novo modelo, tanto para averiguar a influência de fenômenos transitórios na operação dos relés de proteção, quanto para calibrar esses relés. Para testar o modelo, utilizaram-se alguns dos relés atualmente instalados na COSERNTese Uso de técnicas de otimização baseadas em derivadas como suporte do planejamento operacional de redes de distribuição de energia elétrica(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2005-10-21) Pimentel Filho, Max Chianca; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; Oliveira, José Tavares de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780328Y8; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781378J1; ; http://lattes.cnpq.br/0466613101201324; Almeida, Marcos Antonio Dias de; ; http://lattes.cnpq.br/5323110802158816; Souza, Benemar Alencar de; ; http://lattes.cnpq.br/4987294390789975; Bezerra, Ubiratan Holanda; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787768D6Os programas desenvolvidos para o cálculo de fluxo de carga sempre foram amplamente utilizados objetivando simular sistemas de transmissão, subtransmissão e distribuição de energia elétrica. Entretanto, os métodos matemáticos aplicados para esse cálculo estruturavam-se, em sua maioria, tomando como base apenas as características dos sistemas de transmissão, os quais eram o principal foco de preocupação dos engenheiros e pesquisadores. Todavia, as características físicas desses sistemas são bastante diferentes da realidade dos de distribuição. Nos sistemas de transmissão, os níveis de tensão são altos e as linhas são geralmente muito longas. Esses fatores contribuem para que os efeitos capacitivos e indutivos que aparecem nos sistemas passem a ter uma influência considerável nos valores das grandezas de interesse, razão por que devem ser considerados. Ainda nos sistemas de transmissão, as cargas são de natureza macro, a exemplo de cidades, bairros, ou grandes indústrias ou consumidores. Tais cargas são, em geral, praticamente equilibradas, o que reduz a necessidade de utilização de metodologias trifásicas para o cálculo do fluxo. Os sistemas de distribuição, por sua vez, pressupõem outras implicações, apesar de os níveis de tensão serem pequenos em comparação aos de transmissão, o que praticamente anula o efeito capacitivo das linhas. Como as cargas passam a ser, neste caso, transformadores, em cujos secundários estão conectados pequenos consumidores, muitas vezes, monofásicos, a possibilidade de se encontrar um circuito desbalanceado é grande. Portanto, face a tal possibilidade, a utilização de metodologias trifásicas assume uma dimensão importante. Além disso, equipamentos como reguladores de tensão, para cujo funcionamento utilizam simultaneamente o conceito de tensão de fase e de linha, necessitam de uma metodologia trifásica, para que seu modelo permita simulação em tempo real. Pelas razões expostas, o trabalho apresenta um método de cálculo de fluxo de carga trifásico para sistemas de distribuição de energia. No intuito de realizar tal tarefa, foi utilizado como base o método Soma de Potências, já bastante testado e aprovado na simulação de sistemas radiais de distribuição de energia elétrica. As linhas são a três fios, considerando-se o acoplamento magnético entre as fases; já o efeito da terra foi considerado através da correção de Carson. É interessante ressaltar que, apesar de as cargas estarem normalmente conectadas nos secundários dos transformadores, foi considerada, além dessa possibilidade, a hipótese da existência de cargas em estrela ou delta no circuito primário. Já para a simulação de reguladores de tensão, foi utilizado um novo modelo que permite a simulação dos vários tipos de configurações, de acordo com o seu funcionamento real. Por fim, também foi considerada a possibilidade da representação com chaves de medição de corrente em diversos pontos do alimentador. As cargas são ajustadas, durante o processo iterativo, de maneira que a corrente em cada chave convirja para o valor especificado nos dados de entrada. Em uma segunda etapa, tomando como base o fluxo de carga descrito, o trabalho apresenta um método de cálculo para os parâmetros de sensibilidade, com o objetivo de serem aplicados em processos de otimização. Esses parâmetros são encontrados através do cálculo da derivada parcial de uma variável com relação a uma outra, determinando a taxa de variação entre elas. Após a descrição de cálculo dos parâmetros de sensibilidade, apresenta-se o método do gradiente, que usa esses parâmetros para determinar o ponto ótimo de uma função objetivo, que será definida para cada tipo de estudo. Neste trabalho são abordados dois tipos de problema. O primeiro refere-se à redução das perdas técnicas em um alimentador de média tensão, através da instalação de bancos de capacitores; o segundo trata do problema da correção do perfil de tensão, através da instalação de bancos de capacitores ou de reguladores de tensão. No caso da redução das perdas será considerada, como função objetivo, a soma das perdas em todos os trechos do sistema. Já para a correção do perfil de tensão, a função objetivo será a soma do quadrado dos desvios de tensão em cada nó, com relação à tensão requerida. No final do trabalho, os métodos descritos foram aplicados em alguns alimentadores com a finalidade de testar o seu desempenho e precisãoTese Uso de técnicas de otimização baseadas em derivadas como suporte do planejamento operacional de redes de distribuição de energia elétrica(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2005-10-21) Pimentel Filho, Max Chianca; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; Oliveira, José Tavares de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780328Y8; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781378J1; ; http://lattes.cnpq.br/0466613101201324; Souza, Benemar Alencar de; ; http://lattes.cnpq.br/4987294390789975; Bezerra, Ubiratan Holanda; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787768D6; Almeida, Marcos Antonio Dias de; ; http://lattes.cnpq.br/5323110802158816A utilização de cálculos de fluxo de carga para análise de sistemas de transmissão de energia elétrica é algo que vem sendo feito desde da década de 50. Portanto, sabendo-se as características físicas do sistema, como os tipos de cabos utilizados nas linhas e seu comprimento, transformadores utilizados, capacitores, geradores e as cargas do sistema, era possível calcular os valores das tensões, correntes, dos fluxos de potência e das perdas do mesmo. Contudo, naquela época, este tipo de cálculo apresentava algumas limitações como, em primeiro lugar, o método utilizado para resolver o sistema de equações não lineares, Gauss-Siedel, fundamental para realização do cálculo de fluxo de carga, era bastante lento. E em segundo, os computadores da época além de extremamente caros e raros eram grandes e lentos. No final da década de 60, Domell apresenta em seu trabalho uma proposta de resolução de fluxo de carga baseado no método Newton-Rhapson. A partir daí, o método apresentado por Domell passou a se uma referencia na resolução de cálculo de fluxo de carga. O método de Newton (como passou a ser chamado), além de apresentar uma excelente convergência para sistemas ditos mal comportados, é bastante rápido. Depois da apresentação do trabalho de Domell muitos outros trabalhos foram publicados baseados na sua formulação, tentando melhorar ainda as características do método. Pois, mesmo naquela época, os computadores ainda apresentavam duas limitações básicas, velocidade de processamento e a limitação de memória. Portanto, os métodos baseados no de Newton tentavam diminuir a quantidade de cálculos e o tamanho das matrizes utilizados no processo, tentado conservar a robustez do método original. Uma característica comum entre os métodos apresentados até o final dos anos 80, era que eles eram desenvolvidos baseados nas características dos sistemas de transmissão de energia elétrica. Ou seja, até então, a distribuição de energia era uma área em que os engenheiros não se preocupavam. E para realização de qualquer estudo para sistemas de distribuição era utilizava-se os métodos desenvolvidos para sistemas de transmissão. Porêm, nos anos 90, esta tendência começou a mudar, em Janeiro de 1990 Cespedes apresenta um método desenvolvido especialmente para sistemas radiais de distribuição de energia elétrica. O método apresentado por Cespedes explora a principal característica dos sistemas de distribuição, a sua formação radial e, além disso, o método não sugere na sua formulação que o sistema tenha alto valor da relação entre a indutância e a resistência das linhas, como no método de Newton. Com o passar dos anos, o aparecimento de novos tipos de cargas mais sensíveis a qualidade da energia, a regulamentação do fornecimento de energia com o aparecimento de novas leis, a competição entre as distribuidoras, a privatização do fornecimento e a necessidade de redução dos custos em geral, os engenheiros passaram a ter uma outra preocupação: a qualidade e custo do fornecimento. Ou seja, o problema da resolução de cálculos de fluxo de carga não seria mais o de tempo de processamento nem da quantidade de memória envolvida, os engenheiros estariam agora preocupados com a fidelidade da representação matemática dos elementos do sistema e o desenvolvimento de técnicas de otimização para a instalação e dimensionamento dos elementos dos sistemas. Nos primeiros fluxos de carga as representações dos elementos eram bastante elementares, fazendo-se muitas aproximações. Inicialmente, todo o sistema era reduzido a um equivalente monofásico, ou seja, as indutâncias mútuas das linhas eram desprezadas, as cargas eram consideradas perfeitamente equilibradas, teriam que ser necessariamente todas trifásicas e o efeito da ligação das bobinas entre o primário e o secundário dos transformadores não era considerado. Estes tipos de aproximações limitavam muito o poder de análise dos engenheiros, pois a representação matemática era bem diferente da realidade encontrada no sistema real, dificultando análises mais precisas. Com o passar dos anos e o aumento da necessidade foram aparecendo fluxos de carga trifásicos, com uma modelagem matemática mais fiel dos equipamentos, e com isso os resultados passaram a ser mais compatíveis com a realidade, possibilitando aos engenheiros análises mais precisas. O uso de técnicas de otimização associado a cálculos de fluxo de carga, permitiu que os resultados dos fluxos não somente apresentasse o estado do sistema, calculando-se unicamente os valores das variáveis de interesse, para um carregamento qualquer. Agora, com esta nova ferramenta, os engenheiros poderiam fazer estudos verificando a localização e dimensionamento ótimo de equipamentos no sistema. Domell, em um trabalho pioneiro, desenvolveu um método de cálculo defluxo de carga no qual eram calculados os reativos necessários que deveriam ser injetados em cada barra do sistema, de modo que as perdas do sistema fossem mínimas. Em resumo, cálculos de fluxo de carga ótimos permitem que, se escolhendo uma variável de controle e uma função objetivo, encontre-se um ponto onde o valor da função objetivo seja ótimo quando for calculado para o valor encontrado da variável de controle. A proposta desse trabalho é, inicialmente, desenvolver um fluxo de carga trifásico para sistemas radiais de distribuição, baseado no método de CESPEDES, cuja representação matemática dos elementos do sistema seja o mais fiel possível ao seu funcionamento real. Este fluxo de carga servirá como base para, em uma segunda etapa, a aplicação de técnicas de otimização visando o dimensionamento ótimo de elementos do sistema. Para que se possa utilizar técnicas de otimização, inicialmente, foram desenvolvidos métodos para se encontrar como o sistema se comporta, sobre algum aspecto, quando o valor de uma variável de controle é modificado, ou seja, calcular o valor da derivada de uma função com relação a uma variável específica. Em posse do cálculo dessas derivadas, serão aplicadas técnicas de otimização para se encontrar o ponto de ótimo