Otimização de controladores utilizando algoritmos genéticos para melhoria da capacidade de sobrevivência a afundamentos de tensão de aerogeradores de indução duplamente excitados

Na presente tese propõe-se uma metodologia de ajuste ótimo dos controladores do conversor interligado ao rotor de aerogeradores de indução duplamente excitados (DFIG), utilizando algoritmos genéticos (AG), com o objetivo de melhorar a segurança e a robustez do sistema elétrico de potência, permitindo que os aerogeradores DFIG participem da gestão técnica do sistema. Para garantir este objetivo, é utilizada uma estratégia de proteção do tipo “crow-bar” durante a falta, mantendo o conversor interligado ao rotor conectado à máquina. Imediatamente após a eliminação da falta, o “crow-bar” é desativado, e simultaneamente os controladores ótimos do conversor interligado ao rotor são acionados, previamente ajustados pelo AG, a fim de melhorar a capacidade de sobrevivência a afundamentos de tensão “ridethrough capability” e a margem de estabilidade global do sistema elétrico. Para validação da metodologia ótima desenvolvida foram realizadas simulações computacionais utilizando uma rede elétrica real, em três condições operacionais distintas.

Metodologia para o despacho de potência reativa visando o controle de tensão baseado em algoritmos genéticos

Este trabalho tem como objetivo apresentar um aplicativo para auxiliar no planejamento de sistemas elétricos, através de uma metodologia para controle de tensão e minimização das perdas, através da otimização da injeção de reativos, mantendo a tensão nos barramentos dentro de limites pré estabelecidos. A metodologia desenvolvida é baseada em um sistema hibrido, que utiliza inteligência computacional baseada em um algoritmo genético acoplado a um programa de fluxo de carga (ANAREDE), que interagem para produzir uma solução ótima. Os resultados obtidos mostram que a técnica baseada no algoritmo genético é bem adequada ao tipo de problema ora tratado referente a minimização de perdas reativas e a melhoria do perfil da tensão em redes elétricas, sendo este atualmente um problema crítico em parte do Sistema Interligado Nacional (SIN).

Estimativas de parâmetros genéticos para a produção de leite e idade ao primeiro parto em vacas da raça pardo-suiça utilizando amostrador de Gibbs

Registros de 2.981 lactações de vacas da raça Pardo-Suiça, distribuídas em 62 rebanhos, com parições nos anos de 1980 a 2002, foram utilizados para verificar a influência de fatores genéticos e não genéticos, sobre a produção de leite e idade ao primeiro parto. O modelo empregado incluiu os efeitos fixos de rebanho, ano e estação de parto, além dos efeitos aleatórios de animal e ambiente temporário. Para a produção de leite, além dos efeitos fixos descritos anteriormente, incluíram-se também os efeitos linear da duração da lactação e linear e quadrático da idade da vaca ao parto, como co-variáveis. Na estimação dos componentes de (co) variâncias foi utilizada a inferência Bayesiana por meio de amostrador de Gibbs, com tamanho de cadeia de 1.500.000 rounds e período de queima 500.000 rounds. A frequência de amostragem foi de 500 rounds. As médias estimadas para produção de leite e idade ao primeiro parto foram iguais a 5347,47 1849,13 kg e 29,65 4,51 meses, respectivamente. Os efeitos de rebanho, ano de parto e duração da lactação, influenciaram significativamente a produção de leite (P< 0,01). A idade ao primeiro parto foi influenciada pelos efeitos de rebanho, ano de parto (P<0,01), além do efeito de estação de parto (P<0,05). As estimativas de herdabilidade obtidas para a produção de leite e idade ao primeiro parto foram iguais a 0,23 e 0,18, respectivamente. A correlação genética entre as duas foi igual a -0,31. A tendência genética e fenotípica, em função do reprodutor, para produção de leite foi de 1,09 kg e 115,34 kg de leite, respectivamente, para cada ano de produção. Para idade ao primeiro parto, os valores genéticos dos reprodutores tornaram-se negativos a partir de 1988, com redução aproximada de 0,05 meses a cada ano e fenotipicamente verificou-se uma redução de 32 para 28 meses de idade ao primeiro. Filhas de touros com alto valor genético para produção de leite tendem a apresentar crescimento mais acelerado ou maturidade fisiológica a uma idade mais precoce, diminuindo a idade ao primeiro parto.

Classificação de dados utilizando algoritmos genéticos e lógica difusa

Várias das técnicas tradicionais de Mineração de Dados têm sido aplicadas com êxito e outras esbarram em limitações, tanto no desempenho como na qualidade do conhecimento gerado. Pesquisas recentes têm demonstrado que as técnicas na área de IA, tais como Algoritmo Genético (AG) e Lógica Difusa (LD), podem ser utilizadas com sucesso. Nesta pesquisa o interesse é revisar algumas abordagens que utilizam AG em combinação com LD de forma híbrida para realizar busca em espaços grandes e complexos. Este trabalho apresenta o Algoritmo Genético (AG), utilizando Lógica Difusa, para a codificação, avaliação e reprodução dos cromossomos, buscando classificar dados através de regras extraídas de maneira automática com a evolução dos cromossomos. A Lógica Difusa é utilizada para deixar as regras mais claras e próximas da linguagem humana, utilizando representações lingüísticas para identificar dados contínuos.

Redução de ordem de modelos matemáticos lineares usando algoritmos genéticos

Nesta dissertação apresenta-se o problema de redução de ordem de modelos dinâmicos lineares, sob o ponto de vista de otimização via Algoritmos Genéticos. Uma função custo, obtida a partir da norma dos coeficientes do numerador da função de transferência do erro entre o modelo original e o reduzido, e minimizada por meio de um algoritmo genético, com consequente calculo dos parâmetros do modelo reduzido. O procedimento e aplicado em alguns exemplos que demonstram a validade da abordagem.

Otimização de cobertura, consumo de energia, roteamento e agregação de dados em rede de sensores sem fio utilizando algoritmos genéticos e lógica fuzzy

As Redes de Sensores Sem Fio possuem capacidades limitadas de processamento, armazenamento, comunicação (largura de banda) e fonte de energia, além de possuírem características e requisitos básicos de uma RSSF como: necessidade de se auto-organizar, comunicação com difusão de curto alcance e roteamento com múltiplos saltos. Neste trabalho é proposto uma ferramenta que otimize o posicionamento e os pacotes entregues através do uso de Algoritmo Genético (AG). Para solucionar o problema de roteamento que melhore o consumo de energia e maximize a agregação de dados é proposto a utilização de lógica fuzzy no protocolo de roteamento Ad hoc Ondemand Distance Vector (AODV). Esta customização é intitulada AODV – Fuzzy for Wireless Sensor Networks (AODV-FWSN). Os resultados mostram que a solução proposta é eficiente e consegue prolongar a vida útil da RSSF e melhorar a taxa de entrega de dados quando comparado com soluções similares.

Modelos equivalentes de parques eólicos usando algoritmos genéticos

Esta dissertação apresenta uma metodologia baseada em algoritmo genético (AG) para determinar modelos dinâmicos equivalentes de parques eólicos com geradores de indução em gaiola de esquilo ( GIGE) e geradores de indução duplamente alimentados ( GIDA), apresentando parâmetros elétricos e mecânicos distintos. A técnica se baseia em uma formulação multiobjetiva solucionada por um AG para minimizar os erros quadráticos das potências ativa e reativa entre modelo de um único gerador equivalente e o modelo do parque eólico investigado. A influência do modelo equivalente do parque eólico no comportamento dinâmico dos geradores síncronos é também investigada por meio do método proposto. A abordagem é testada em um parque eólico de 10MW composto por quatro turbinas eólicas ( 2x2MW e 2x3MW), consistindo alternadamente de geradores GIGE e GIDA interligados a uma barra infinita e posteriormente a rede elétrica do IEEE 14 barras. Os resultados obtidos pelo uso do modelo dinâmico detalhado para a representação do parque eólico são comparados aos do modelo equivalente proposto para avaliar a precisão e o custo computacional do modelo proposto.

Parâmetros genéticos, tendências e resposta à seleção de características produtivas da raça Nelore na Amazônia Legal

O objetivo deste trabalho foi estimar parâmetros genéticos (herdabilidades e correlações), efeitos não genéticos, tendência genética e resposta à seleção para as características de crescimento (pesos padronizados aos 120, 210 e 450 dias) e características reprodutivas (idade ao primeiro parto e perímetro escrotal aos 450 dias) de machos e fêmeas, da raça Nelore criados na Amazônia Legal. O arquivo de dados analisado consistia em 211.744 registros de animais da raça Nelore, participantes do Programa de Melhoramento Genético da Raça Nelore (PMGRN- Nelore Brasil), nascidos no período de 1995 e 2008, distribuídos em rebanhos localizados nos estados do AC, MA, MT, PA, RO e TO. A consistência dos dados, as análises descritivas, de variância e de escolha do modelo para cada uma das características foram realizadas utilizando-se o software Statistical Analysis System. As estimativas de média e desvio padrão foram de 122,919,0; 179,628,1; 262,445,5; 227,229,2; 37,14,7, respectivamente para as características de P120, P210, P450, PE450 e IPP. As herdabilidades para P120 foram de 0,24; 0,21 e 0,36, para h²d, h²m e h²t, respectivamente; para P210 foram de 0,29; 0,16 e 0,45, para h²d, h²m e h²t, respectivamente e para P450, PE450 e IPP, foram de 0,48; 0,49 e 0,22, respectivamente. As correlações genéticas entre os pesos variaram de 0,51 a 0,78, entre os pesos e PE450 variaram de 0,26 a 0,46, entre os pesos e a IPP foram baixas e negativas e entre PE450 e IPP foi nula. Em todas as características estudadas, os progressos genéticos foram superiores aos fenotípicos, com exceção à IPP. Os resultados de resposta à seleção variaram de 0,27 a 0,11 kg/ano; 0,49 a 0,20 kg/ano; 1,32 a 0,53 kg/ano; 0,08 a 0,03 cm/ano e 0,06 a 0,02 dias/ano para P120, P210, P450, PE450 e IPP, respectivamente. Portanto, todas as características estudadas podem ser utilizadas como critério de seleção, objetivando melhorar a produtividade.

Estimação de parâmetros genéticos para características produtivas em búfalos (Bubalus bubalis) na Amazônia Oriental

O objetivo deste trabalho foi estimar parâmetros genéticos para características produtivas, tais como: produção de leite (PL), produção de gordura (PG), duração da lactação (DL) e produção de leite por dia de intervalo de parto (PLDIDP) em búfalos (Bubalus bubalis) na Amazônia Oriental. O trabalho foi realizado na fazenda “Dr. Felisberto Camargo” de propriedade da EMBRAPA/CPATU, onde foram analisados registros produtivos colhidos no período compreendido entre 1967 a 2005. Foram analisados um total de 1.182 registros de fêmeas bubalinas da raça Murrah e seus mestiços. As médias observadas e os desvios-padrãopara PL, PG, DL e PLDIDP foram 1.663,84 ±343,60, 116,84 ±29,71, 269,89 ±56,36 e 3,88 ±1,15 respectivamente. Os parâmetros genéticos foram estimados por meio do método de Máxima Verossimilhança Restrita processada por meio de análises de bicaracterísticas, sendo as características como a produção de leite e gordura consideradas como efeitos fixos a época de parto, grupo genético e ordem de parto do animal, além da cováriavel duração da lactação. As estimativas de herdabilidade (h²) encontrada para as características PL, PG, DL e PLDIDP foram 0,25, 0,18, 0,08 e 0,09 respectivamente, com repetibilidade (r) para PL, PG e DL de 0,33, 0,29 e 0,10 respectivamente. As correlações genéticas entre as características foram 0,93(PL-PG), 0,76 (PL-DL), 0,99 (PL-PLDIDP), 0,89 (PG-DL), 0,87 (PG-PLDIDP) e -0,27 (DLPLDIDP). No rebanho estudado existe expressiva percentagem de animais que foram superiores geneticamente em relação à média da população para as características. Existe considerável variabilidade genética aditiva para as características estudadas, sendo que esta variabilidade pode ser utilizada para promover o melhoramento genético do rebanho.

Cálculo de equivalentes dinâmicos de sistema de potência usando algoritmos genéticos

Esta dissertação apresenta um método baseado em algoritmos genéticos para cálculo de equivalentes dinâmicos de sistemas de potência visando representar partes de um sistema para estudos de análise de estabilidade transitória. O modelo do equivalente dinâmico é obtido por meio da identificação de parâmetros de geradores síncronos, localizados nas barras de fronteira entre o sistema externo e o subsistema em estudo. Um indicie é usado para avaliar a proximidade entre as simulações realizadas usando o modelo completo e o modelo reduzido, após serem submetidos a grandes distúrbios no subsistema em estudo. Diferentes condições operacionais foram levadas em conta. As simulações foram realizadas usando os softwares GAOT “The Genetic Algorithm Optimization Toolbox”, ANAREDE e ANATEM. Esse método foi testado no sistema teste duas áreas do Kundur e no Sistema Interligado Nacional (SIN). Os resultados validaram a eficácia do método desenvolvido para o cálculo de equivalentes dinâmicos robustos.

Estimação de parâmetros genéticos para características produtivas em búfalos na Amazônia Oriental

Dados de 1.182 registros de produção de fêmeas bubalinas da raça Murrah e seus mestiços, parindo no período de 1967 a 2005, foram utilizados para estimação de parâmetros genéticos utilizando-se o método de máxima verossimilhança restrita. O modelo animal utilizado para estimação de componentes de variância incluiu os efeitos fixos de rebanho, ano e época de parto, ordem de parto e duração da lactação e os efeitos aleatórios do animal, e ambiente permanente e temporário. As estimativas de herdabilidade foram 0,25, 0,18, 0,08 e 0,09, para produção de leite, produção de gordura, duração da lactação e produção de leite por dia de intervalo de parto, respectivamente. As estimativas de repetibilidade foram 0,33, 0,29 e 0,10 para produção de leite, produção de gordura e duração da lactação, respectivamente. As correlações genéticas entre produções de leite e gordura, produção de leite com duração da lactação, produção de leite com produção de leite por dia de intervalo de partos, produção da gordura com duração da lactação, produção de gordura com produção de leite por dia de intervalo de partos e duração da lactação com produção de leite por dia de intervalo de partos foram 0,93; 0,76; 0,99; 0,89; 0,87 e -0,27, respectivamente. Os resultados demonstram que ganhos genéticos podem ser obtidos pela seleção das produções de leite e gordura.

Comparação de métodos baseados em algoritmos genéticos para ajuste coordenado de estabilizadores de sistemas de potência

Essa dissertação de mestrado apresenta um estudo comparativo entre três metodologias baseadas em algoritmos genéticos para ajuste coordenado de estabilizadores de sistemas de potência (ESP). Os procedimentos de ajuste do ESP são formulados como um problema de otimização, a fim de: 1) maximizar o coeficiente de amortecimento mínimo do sistema em malha fechada; 2) maximizar o somatório de todos os coeficientes de amortecimento do sistema em malha fechada; e 3) deslocar os modos eletromecânicos poucos amortecidos ou mal amortecidos para uma zona pré-escrita no plano s. As três metodologias consideram um conjunto de condições de operacionais pré-especificadas. O sistema elétrico foi representado por equações no espaço de estado e as matrizes associadas com a modelagem foram obtidas por meio da versão acadêmica do programa PacDyn. As simulações foram realizadas usando o MATLAB. As metodologias foram aplicadas no conhecido sistema teste New England.