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)

Avaliação de Localizção e preço de contrato de geração distribuida em um ambiente competitivo

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

Modelos de programação linear inteira mista para resolver problemas de otimização de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

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).

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.

Otimização multiobjetivo da compensação de potência reativa em redes de distribuição considerando restrições de distorção harmônica

A localização de bancos de capacitores nas redes de distribuição de energia elétrica, corretamente dimensionados, busca compensar eventuais excessos de circulação de potência reativa pelas linhas, o que implica a redução de custos operacionais pela redução das perdas de energia e um aumento da capacidade de transmissão de potência ativa assegurando os níveis estabelecidos de tensão e fator de potência simultaneamente. A proliferação das cargas não lineares provocou uma mudança nos cenários de estudo dos sistemas elétricos de potência devido aos efeitos nocivos que os harmônicos gerados por elas ocasionam sobre a qualidade da energia elétrica. Considerando este novo cenário, esta tese tem como objetivo geral desenvolver uma ferramenta computacional utilizando técnicas de inteligência computacional apoiada em algoritmos genéticos (AG), para a otimização multiobjetivo da compensação da potência reativa em redes elétricas de distribuição capaz de localizar e dimensionar de forma ótima as unidades de compensação necessárias para obter os melhores benefícios econômicos e a manutenção dos índices de qualidade da energia estabelecidos pelas normas brasileiras. Como Inovação Tecnológica do trabalho a ferramenta computacional desenvolvida permite otimizar a compensação da potência reativa para melhorar do fator de potência em redes de distribuição contaminadas com harmônicos que, diferentemente de métodos anteriores, não só emprega bancos de capacitores, mas também filtros de harmônicos com esse objetivo. Utiliza-se o algoritmo NSGA-II, que determina as soluções ótimas de Pareto para o problema e permite ao especialista determinar as soluções mais efetivas. A proposta para a solução do problema apresenta várias inovações podendo-se destacar que a solução obtida permite determinar a compensação de potência reativa com capacitores em sistemas com certa penetração harmônica, atendendo a normas de qualidade de energia pertinentes, com relação aos níveis de distorção harmônica tolerados.

Vibration Control Applied in a Semi-Active Suspension using Magneto Rheological Damper and Optimal Linear Control Design

In this paper we study the behavior of a semi-active suspension witch external vibrations. The mathematical model is proposed coupled to a magneto rheological (MR) damper. The goal of this work is stabilize of the external vibration that affect the comfort and durability an vehicle, to control these vibrations we propose the combination of two control strategies, the optimal linear control and the magneto rheological (MR) damper. The optimal linear control is a linear feedback control problem for nonlinear systems, under the optimal control theory viewpoint We also developed the optimal linear control design with the scope in to reducing the external vibrating of the nonlinear systems in a stable point. Here, we discuss the conditions that allow us to the linear optimal control for this kind of non-linear system.

Cogeneration design problem Computational complexity analysis and solution through an expert system

Purpose - The purpose of this paper is twofold: to analyze the computational complexity of the cogeneration design problem; to present an expert system to solve the proposed problem, comparing such an approach with the traditional searching methods available.Design/methodology/approach - The complexity of the cogeneration problem is analyzed through the transformation of the well-known knapsack problem. Both problems are formulated as decision problems and it is proven that the cogeneration problem is np-complete. Thus, several searching approaches, such as population heuristics and dynamic programming, could be used to solve the problem. Alternatively, a knowledge-based approach is proposed by presenting an expert system and its knowledge representation scheme.Findings - The expert system is executed considering two case-studies. First, a cogeneration plant should meet power, steam, chilled water and hot water demands. The expert system presented two different solutions based on high complexity thermodynamic cycles. In the second case-study the plant should meet just power and steam demands. The system presents three different solutions, and one of them was never considered before by our consultant expert.Originality/value - The expert system approach is not a "blind" method, i.e. it generates solutions based on actual engineering knowledge instead of the searching strategies from traditional methods. It means that the system is able to explain its choices, making available the design rationale for each solution. This is the main advantage of the expert system approach over the traditional search methods. On the other hand, the expert system quite likely does not provide an actual optimal solution. All it can provide is one or more acceptable solutions.

An Optimal Control Framework for Resources Management in Agriculture

An optimal control framework to support the management and control of resources in a wide range of problems arising in agriculture is discussed. Lessons extracted from past research on the weed control problem and a survey of a vast body of pertinent literature led to the specification of key requirements to be met by a suitable optimization framework. The proposed layered control structure—including planning, coordination, and execution layers—relies on a set of nested optimization processes of which an “infinite horizon” Model Predictive Control scheme plays a key role in planning and coordination. Some challenges and recent results on the Pontryagin Maximum Principle for infinite horizon optimal control are also discussed.

On some extension of optimal control theory

Some problems of Calculus of Variations do not have solutions in the class of classic continuous and smooth arcs. This suggests the need of a relaxation or extension of the problem ensuring the existence of a solution in some enlarged class of arcs. This work aims at the development of an extension for a more general optimal control problem with nonlinear control dynamics in which the control function takes values in some closed, but not necessarily bounded, set. To achieve this goal, we exploit the approach of R.V. Gamkrelidze based on the generalized controls, but related to discontinuous arcs. This leads to the notion of generalized impulsive control. The proposed extension links various approaches on the issue of extension found in the literature.

Heurística especializada aplicada na alocação ótima de bancos de capacitores em sistemas de distribuição radial

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Alocação ótima de equipamentos SVC e TCSC na rede de transmissão de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Modelo matemático para o controle ótimo de Volt/VAr em sistemas de distribuição de energia elétrica trifásicos

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Removal of reactive dye from aqueous solution using thermally treated red mud

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