Accountability in Smart Microgrids Based on Conservative Power Theory

Smart microgrids offer a new challenging domain for power theories and metering techniques because they include a variety of intermittent power sources which positively impact on power flow and distribution losses but may cause voltage asymmetry and frequency variation. In smart microgrids, the voltage distortion and asymmetry in presence of poly-phase nonlinear loads can be also greater than in usual distribution lines fed by the utility, thus affecting measurement accuracy and possibly causing tripping of protections. In such a context, a reconsideration of power theories is required since they form the basis for supply and load characterization. A revision of revenue metering techniques is also suggested to ensure a correct penalization of the loads for their responsibility in generating reactive power, voltage asymmetry, and distortion. This paper shows that the conservative power theory provides a suitable background to cope with smart grids characterization and metering needs. Simulation and experimental results show the properties of the proposed approach.

Comparison of algorithms for loss allocation in transmission networks considering power redispatch

An analysis of the performances of three important methods for generators and loads loss allocation is presented. The discussed methods are: based on pro-rata technique; based on the incremental technique; and based on matrices of circuit. The algorithms are tested considering different generation conditions, using a known electric power system: IEEE 14 bus. Presented and discussed results verify: the location and the magnitude of generators and loads; the possibility to have agents well or poorly located in each network configuration; the discriminatory behavior considering variations in the power flow in the transmission lines. © 2004 IEEE.

Harmonic, reactive and unbalance compensation by means of CPT framework

This paper presents possible selective current compensation strategies based on the Conservative Power Theory (CPT). This recently proposed theory, introduces the concept of complex power conservation under non-sinusoidal conditions. Moreover, the related current decompositions results in several current terms, which are associated with a specific physical phenomena (power absorption P, energy storage Q, voltage and current distortion D). Such current components are used in this work for the definition of different current compensators, which can be selective in terms of minimizing particular disturbing effects. The choice of one or other current component for compensation directly affects the sizing and cost of active and/or passive devices and it will be demonstrated that it can be done to attend predefined limits for harmonic distortion, unbalances and/or power factor. Single and three-phase compensation strategies will be discussed by means of the CPT Framework. Simulation and experimental results will be demonstrated in order to validate their performance. © 2009 IEEE.

Fluxo de potência trifásico probabilístico para redes de distribuição usando o método de estimação por pontos

In this paper the point estimation method is applied to solve the probabilistic power flow problem for unbalanced three-phase distribution systems. Through the implementation of this method the probability distribution functions of voltages (magnitude and angle) as well as the active and reactive power flows in the branches of the distribution system are determined. Two different approaches of the point estimation method are presented (2m and 2m+1 point schemes). In order to test the proposed methodology, the IEEE 34 and 123 bus test systems are used. The results obtained with both schemes are compared with the ones obtained by a Monte Carlo Simulation (MCS).

Um programa interativo para estudos de fluxo de potência

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de sensibilidade através de um modelo implicitamente acoplado para alívio de sobrecargas em redes de transmissão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Planejamento da expansão de sistemas de transmissão usando transformadores defasadores

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Análise da estabilidade estática de tensão de sistemas elétricos de potência usando uma rede neural baseada na teoria da ressonância adaptativa

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Planejamento de reativos em sistemas de energia elétrica através de um algoritmo de Branch-and-Bound não linear

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Planejamento de redes de distribuição de energia elétrica de média e baixa tensão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Controle da injeção de potências ativa e reativa em inversor de Geração Distribuída conectado à rede de distribuição em corrente alternada em baixa tensão, empregando LMIs com realimentação de estados e critérios de D-estabilidade

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Projeto multicritério de filtros harmônicos passivos para instalações industriais utilizando técnicas de inteligência computacional

Devido ao auge do crescimento industrial na Região Norte e, em especial, o Pólo Industrial de Manaus (PIM), são necessários obter ferramentas matemáticas que facilitem ao especialista tomar decisões sobre a seleção e dimensionamento dos filtros harmônicos que proporcionam neutralizar os efeitos prejudiciais dos harmônicos gerados pelas cargas não lineares da indústria e alcançar conformidade com os padrões das normas de qualidade de energia correspondentes. Além disso, como os filtros harmônicos passivos têm a capacidade de gerar potência reativa à rede, estes meios são eficazes compensadores de potência reativa e, portanto, podem conseguir uma economia significativa no faturamento de energia elétrica consumida por essas instalações industriais. Esta tese tem como objetivo geral desenvolver um método matemático e uma ferramenta computacional para a seleção da configuração e parâmetros do projeto de um conjunto de filtros harmônicos passivos para sistemas elétricos industriais. Nesta ótica, o problema de otimização da compensação de harmônicos por meio de filtros passivos foi formulado como um problema multiobjetivo que considera tanto os objetivos da redução da distorção harmônica como da efetividade econômica do projeto considerando as características das tarifas brasileiras. Todavia, a formulação apresentada considera as restrições relevantes impostas pelas normas brasileiras e estrangeiras. A solução computacional para este problema foi conseguida, usando o algoritmo genético NSGA-II que determina um conjunto de soluções ótimas de Pareto (Fronteira) que permitem ao projetista escolher as soluções mais adequadas para o problema. Por conseguinte, a ferramenta computacional desenvolvida tem várias novidades como: não só calcula os parâmetros que caracterizam os filtros, como também seleciona o tipo de configuração e o número de ramos do filtro em cada barra candidata de acordo com um conjunto de configurações pré-estabelecidas; têm implementada duas normas para a avaliação das restrições de qualidade de energia (Prodist-Módulo 8 e IEEE 519-92) que podem ser selecionadas pelo usuário; determina soluções com bons indicadores de desempenho para vários cenários característicos e não característicos do sistema que permitem a representação das as variações diárias da carga; das variações dos parâmetros do sistema e dos filtros; avalia o custo das contas de energia numa rede elétrica industrial que tem diferentes condições de operação (cenários característicos); e avalia o efeito econômico de filtros de harmônicos como compensadores de potência reativa. Para desenvolver a ferramenta computacional adequada desta tese, foi empregado um modelo trifásico em coordenadas de fase para redes de energia elétrica industriais e de serviços onde foram feitos vários programas utilizando várias ferramentas computacionais adicionais. Estas ferramentas compreendem um programa de varredura de freqüência, um programa do fluxo de harmônicos por injeção de correntes e um programa de fluxo de potência à freqüência fundamental. Os resultados positivos desta tese, a partir da análise de vários exemplos práticos, mostram as vantagens do método desenvolvido.

Instantaneous complex power applied to three-phase machines

The theory presented in this paper was primarily developed to give a physical interpretation for the instantaneous power flow on a three-phase induction machine, without a neutral conductor, on any operational state and may be extended to any three-phase load. It is a vectorial interpretation of the instantaneous reactive power theory presented by Akagi et al. Which, believe the authors, isn't enough developed and its physical meaning not yet completely understood. This vectorial interpretation is based on the instantaneous complex power concept defined by Torrens for single-phase, ac, steady-state circuits, and leads to a better understanding of the power phenomenon, particularly of the distortion power. This concept has been extended by the authors to three-phase systems, through the utilization of the instantaneous space vectors. The results of measurements of instantaneous complex power on a self-excited induction generator's terminals, during an over-load application transient, are presented for illustration. The compensation of reactive power proposed by Akagi is discussed and a new horizon for the theory application is opened.

Reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica utilizando uma metodologia multipartida

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fluxo de potência continuado baseado em equações de injeção de corrente expressas em coordenadas polares

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)