Study of alternative schemes for the parameterization step of the continuation power flow method based on physical parameters, part II: Performance evaluation

New parameterization schemes have been proposed by the authors in Part I of this paper. In this part these new options for the parameterization of power flow equations are tested, namely, the total power losses (real and reactive), the power at the slack bus (real or reactive), the reactive power at generation buses, and the transmission line power losses (real and reactive). These different parameterization schemes can be used to obtain the maximum loading point without ill-conditioning problems, once the singularity of Jacobian matrix is avoided. The results obtained with the new approach for the IEEE test systems (14, 30, 57, and 118 buses) show that the characteristics of the conventional method are not only preserved but also improved. In addition, it is shown that the proposed method and the conventional one can be switched during the tracing of PV curves to determine, with few iterations, all points of the PV curve. Several tests were also carried out to compare the performance of the proposed parameterization schemes for the continuation power flow method with the use of both the secant and tangent predictors.

An efficient geometric parameterization technique for the continuation power flow

Continuation methods have been shown as efficient tools for solving ill-conditioned cases, with close to singular Jacobian matrices, such as the maximum loading point of power systems. Some parameterization techniques have been proposed to avoid matrix singularity and successfully solve those cases. This paper presents a new geometric parameterization scheme that allows the complete tracing of the P-V curves without ill-conditioning problems. The proposed technique associates robustness to simplicity and, it is of easy understanding. The Jacobian matrix singularity is avoided by the addition of a line equation, which passes through a point in the plane determined by the total real power losses and loading factor. These two parameters have clear physical meaning. The application of this new technique to the IEEE systems (14, 30, 57, 118 and 300 buses) shows that the best characteristics of the conventional Newton's method are not only preserved but also improved. (C) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Escape in a nonideal electro-mechanical system

In this work a particular system is investigated consisting of a pendalum whose point of support is vibrated along a horizontal guide by a two bar linkage driven from a DC motor, considered as a limited power source. This system is nonideal since the oscillatory motion of the pendulum influences the speed of the motor and vice-versa, reflecting in a more complicated dynamical process. This work comprises the investigation of the phenomena that appear when the frequency of the pendulum draws near a secondary resonance region, due to the existing nonlinear interactions in the system. Also in this domain due to the power limitation of the motor, the frequency of the pendulum can be captured at resonance modifying completely the final response of the system. This behavior is known as Sommerfield effect and it will be studied here for a nonlinear system.

Sistema de extração de potência (power harvesting) usando transdutores piezelétricos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação do método de Newton desacoplado para o fluxo de carga continuado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fluxo de carga continuado considerando o controle de intercâmbio entre áreas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método do look ahead modificado para estudos de colapso de tensão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Proposição de uma técnica de parametrização geométrica para o fluxo de carga continuado baseado nas variáveis tensão e fator de carregamento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Técnicas de parametrização geométrica para o método da continuação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Thermodynamic analysis and comparison of downdraft gasifiers integrated with gas turbine, spark and compression ignition engines for distributed power generation

The objective of the present article is to assess and compare the performance of electricity generation systems integrated with downdraft biomass gasifiers for distributed power generation. A model for estimating the electric power generation of internal combustion engines and gas turbines powered by syngas was developed. First, the model determines the syngas composition and the lower heating value; and second, these data are used to evaluate power generation in Otto, Diesel, and Brayton cycles. Four synthesis gas compositions were tested for gasification with: air; pure oxygen; 60% oxygen with 40% steam; and 60% air with 40% steam. The results show a maximum power ratio of 0.567 kWh/Nm(3) for the gas turbine system, 0.647 kWh/Nm(3) for the compression ignition engine, and 0.775 kWh/Nm(3) for the spark-ignition engine while running on synthesis gas which was produced using pure oxygen as gasification agent. When these three systems run on synthesis gas produced using atmospheric air as gasification agent, the maximum power ratios were 0.274 kWh/Nm(3) for the gas turbine system, 0.302 kWh/Nm(3) for CIE, and 0.282 kWh/Nm(3) for SIE. The relationship between power output and synthesis gas flow variations is presented as is the dependence of efficiency on compression ratios. Since the maximum attainable power ratio of CIE is higher than that of SIE for gasification with air, more research should be performed on utilization of synthesis gas in CIE. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Application of passive control to energy harvester efficiency using a nonideal portal frame structural support system

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Técnicas de parametrização para o fluxo de carga continuado desenvolvidas a partir da análise das trajetórias de soluções do fluxo de carga

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Método da continuação aplicado na análise de contingência de linhas de transmissão

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Esquemas alternativos para o passo de parametrização do método da continuação baseados em parâmetros físicos

O método de fluxo de carga convencional é considerado inadequado para se obter o ponto de máximo carregamento (PMC) de sistemas de potência, devido à singularidade da matriz Jacobiana neste ponto. Os métodos da continuação são ferramentas eficientes para a solução deste tipo de problema, visto que técnicas de parametrização podem ser utilizadas para evitar a singularidade da matriz Jacobiana. Neste trabalho, novas opções para a etapa de parametrização do método da continuação são apresentadas. Mostra-se que variáveis com claro significado físico podem ser utilizadas na etapa de parametrização. As seguintes variáveis foram testadas: perda total de potência ativa e reativa, potência ativa e reativa na barra de referência, potência reativa das barras de geração, e as perdas de potência ativa e reativa nas linhas de transmissão (LT). Além de facilitar a implementação computacional do método de continuação, as técnicas de parametrização apresentadas simplificam a definição matemática e o entendimento do método por parte de engenheiros de potência, visto que os métodos de continuação existentes na literatura sempre utilizam técnicas de parametrização complexas, e de interpretação puramente geométrica. Resultados obtidos com a nova metodologia para os sistemas testes do IEEE (14, 30, 57 e 118 barras) mostram que as características de convergência do método de fluxo de carga convencional são melhoradas na região do PMC. Além disso, durante o traçado das curvas PV, as diversas técnicas de parametrização podem ser comutadas entre si possibilitando o cálculo de todos os pontos da curva com um número reduzido de iterações. Diversos testes são realizados para proporcionar a comparação do desempenho dos esquemas de parametrização propostos.

Determinação do ponto de máximo carregamento de sistemas de potência utilizando o fluxo de carga desacoplado rápido parametrizado

Os métodos de fluxo de carga por Newton-Raphson e fluxo de carga desacoplado rápido convencionais são considerados inadequados para a obtenção do ponto de máximo carregamento de sistemas de potência, devido à problemas de mal-condicionamento neste ponto crítico e na sua vizinhança. Neste ponto a matriz Jacobiana do método de Newton-Raphson torna-se singular e considera-se que não são mais válidas as hipóteses de desacoplamento P-V e Q-teta utilizadas para a formulação do método fluxo de carga desacoplado rápido. No entanto, mostra-se neste trabalho, que com pequenas modificações, as versões XB e BX do fluxo de carga desacoplado rápido tornam-se adequadas para a obtenção do ponto de máximo carregamento. Estas novas versões modificadas são comparadas entre si com o intuito de explicitar suas características, assim como da influência da atuação dos limites de geração de potência reativa e de tap's de transformadores. Os resultados obtidos para os sistemas testes do IEEE (14, 30, 57 e 118 barras) mostram que as características de convergência das versões originais são preservadas. Além disso, durante o traçado das curvas PV, os diversos métodos podem ser comutados entre si possibilitando o cálculo de todos os pontos da curva com um número reduzido de iterações.