Neural network approach for fault location in unbalanced distribution networks with limited measurements

This paper presents an Artificial Neural Network (ANN) approach for locating faults in distribution systems. Different from the traditional Fault Section Estimation methods, the proposed approach uses only limited measurements. Faults are located according to the impedances of their path using a Feed Forward Neural Networks (FFNN). Various practical situations in distribution systems, such as protective devices placed only at the substation, limited measurements available, various types of faults viz., three-phase, line (a, b, c) to ground, line to line (a-b, b-c, c-a) and line to line to ground (a-b-g, b-c-g, c-a-g) faults and a wide range of varying short circuit levels at substation, are considered for studies. A typical IEEE 34 bus practical distribution system with unbalanced loads and with three- and single- phase laterals and a 69 node test feeder with different configurations are considered for studies. The results presented show that the proposed approach of fault location gives close to accurate results in terms of the estimated fault location.

Identification of fault location in power distribution system with distributed generation using support vector machines

This paper presents a multi-class support vector machine (SVMs) approach for locating and diagnosing faults in electric power distribution feeders with the penetration of Distributed Generations (DGs). The proposed approach is based on the three phase voltage and current measurements which are available at all the sources i.e. substation and at the connection points of DG. To illustrate the proposed methodology, a practical distribution feeder emanating from 132/11kV-grid substation in India with loads and suitable number of DGs at different locations is considered. To show the effectiveness of the proposed methodology, practical situations in distribution systems (DS) such as all types of faults with a wide range of varying fault locations, source short circuit (SSC) levels and fault impedances are considered for studies. The proposed fault location scheme is capable of accurately identify the fault type, location of faulted feeder section and the fault impedance. The results demonstrate the feasibility of applying the proposed method in practical in smart grid distribution automation (DA) for fault diagnosis.

Microstructural evolution and formation of nanocrystalline intermetallic compound during surface mechanical attrition treatment of cobalt

Nanocrystalline intermetallic Co3Fe7 was produced on the surface of cobalt via surface mechanical attrition (SMA). Deformationinduced diffusion entailed the formation of a series of solid solutions. Phase transitions occurred depending on the atomic fraction of Fe in the surface solid solutions: from hexagonal close-packed (<4% Fe) to face-centered cubic (fcc) (4-11% Fe), and from fcc to body-centered cubic (>11% Fe). Nanoscale compositional probing suggested significantly higher Fe contents at grain boundaries and triple junctions than grain interiors. Short-circuit diffusion along grain boundaries and triple junctions dominate in the nanocrystalline intermetallic compound. Stacking faults contribute significantly to diffusion. Diffusion enhancement due to high-rate deformation in SMA was analyzed by regarding dislocations as solute-pumping channels, and the creation of excess vacancies. Non-equilibrium, atomic level alloying can then be ascribed to deformation-induced intermixing of constituent species. The formation mechanism of nanocrystalline intermetallic grains on the SMA surface can be thought of as a consequence of numerous nucleation events and limited growth. (C) 2007 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Increasing the open-circuit voltage of photoprotein-based photoelectrochemical cells by manipulation of the vacuum potential of the electrolytes.

The innately highly efficient light-powered separation of charge that underpins natural photosynthesis can be exploited for applications in photoelectrochemistry by coupling nanoscale protein photoreaction centers to man-made electrodes. Planar photoelectrochemical cells employing purple bacterial reaction centers have been constructed that produce a direct current under continuous illumination and an alternating current in response to discontinuous illumination. The present work explored the basis of the open-circuit voltage (V(OC)) produced by such cells with reaction center/antenna (RC-LH1) proteins as the photovoltaic component. It was established that an up to ~30-fold increase in V(OC) could be achieved by simple manipulation of the electrolyte connecting the protein to the counter electrode, with an approximately linear relationship being observed between the vacuum potential of the electrolyte and the resulting V(OC). We conclude that the V(OC) of such a cell is dependent on the potential difference between the electrolyte and the photo-oxidized bacteriochlorophylls in the reaction center. The steady-state short-circuit current (J(SC)) obtained under continuous illumination also varied with different electrolytes by a factor of ~6-fold. The findings demonstrate a simple way to boost the voltage output of such protein-based cells into the hundreds of millivolts range typical of dye-sensitized and polymer-blend solar cells, while maintaining or improving the J(SC). Possible strategies for further increasing the V(OC) of such protein-based photoelectrochemical cells through protein engineering are discussed.

Broadband short-range surface plasmon structures for absorption enhancement in organic photovoltaics

We theoretically demonstrate a polarization-independent nanopatterned ultra-thin metallic structure supporting short-range surface plasmon polariton (SRSPP) modes to improve the performance of organic solar cells. The physical mechanism and the mode distribution of the SRSPP excited in the cell device were analyzed, and reveal that the SRSPP-assisted broadband absorption enhancement peak could be tuned by tailoring the parameters of the nanopatterned metallic structure. Three-dimensional finite-difference time domain calculations show that this plasmonic structure can enhance the optical absorption of polymer-based photovoltaics by 39% to 112%, depending on the nature of the active layer (corresponding to an enhancement in short-circuit current density by 47% to 130%). These results are promising for the design of organic photovoltaics with enhanced performance.

Modelo estocástico de programação matemática de alocação de medidores de tensão em alimentadores radiais de distribuição de energia elétrica para localização de faltas e monitoramento do perfil de tensão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Detecção, classificação e localização de faltas de curto-circuito em sistemas de distribuição de energia elétrica usando sistemas inteligentes

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

Desenvolvimento de um sistema para análise da estabilidade transitória de sistemas de energia elétrica via redes neurais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de estabilidade transitória de sistemas elétricos por redes neurais ARTMAP nebulosas modulares

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Estudo de algoritmos para classificação de séries temporais: uma aplicação em qualidade de energia elétrica

Aborda a classificação automática de faltas do tipo curto-circuito em linhas de transmissão. A maioria dos sistemas de transmissão possuem três fases (A, B e C). Por exemplo, um curto-circuito entre as fases A e B pode ser identicado como uma falta\AB". Considerando a possibilidade de um curto-circuito com a fase terra (T), a tarefa ao longo desse trabalho de classificar uma série temporal em uma das 11 faltas possíveis: AT, BT, CT, AB, AC, BC, ABC, ABT, ACT, BCT, ABCT. Estas faltas são responsáveis pela maioria dos distúrbios no sistema elétrico. Cada curto-circuito é representado por uma seqüência (série temporal) e ambos os tipos de classificação, on-line (para cada curto segmento extraído do sinal) e off-line (leva em consideração toda a seqüência), são investigados. Para evitar a atual falta de dados rotulados, o simulador Alternative Transient Program (ATP) é usado para criar uma base de dados rotulada e disponibilizada em domínio público. Alguns trabalhos na literatura não fazem distinção entre as faltas ABC e ABCT. Assim, resultados distinguindo esse dois tipos de faltas adotando técnicas de pré-processamento, diferentes front ends (por exemplo wavelets) e algoritmos de aprendizado (árvores de decisão e redes neurais) são apresentados. O custo computacional estimado durante o estágio de teste de alguns classificadores é investigado e a escolha dos parâmetros dos classificadores é feita a partir de uma seleção automática de modelo. Os resultados obtidos indicam que as árvores de decisão e as redes neurais apresentam melhores resultados quando comparados aos outros classificadores.

Avaliação de estratégias de controle de potência reativa de aerogeradores síncronos em redes elétricas

No presente trabalho é avaliada uma metodologia de injeção de potência reativa em redes elétricas durante afundamentos de tensão provocados por curto-circuito, em parques eólicos interligados, adotada em alguns países com maturidade tecnológica na produção de energia eólica. Nos estudos desenvolvidos, foi utilizado o aerogerador síncrono a imã permanente com conversor pleno em função da grande controlabilidade do conversor interligado à rede e por possuir elevada capacidade de fornecimento de potência reativa, comparada a outras tecnologias de aerogeradores. No Brasil, os requisitos de interligação de parques eólicos as redes elétricas, definido pelo Operador Nacional do Sistema, ainda não estipula a necessidade de adoção de tal metodologia durante defeitos na rede elétrica, apenas especifica a curva de capacidade de afundamentos de tensão que os aerogeradores devem seguir para evitar o desligamento frente a afundamentos de tensão. Os critérios de proteção do aerogerador síncrono são avaliados a partir de simulações de curto-circuito em uma rede de teste adotando-se os requisitos do Brasil, sem injeção de potência reativa, sendo comparados com o de outros países que adotam curvas de injeção de potência reativa.

Impactos na qualidade da energia elétrica provenientes do rápido crescimento da demanda no Sudeste do Estado do Pará

Nos últimos anos, o desenvolvimento sócio econômico da Região Sudeste do Estado do Pará, tem sido causado principalmente pela exploração e processamento industrial de minérios, que agregado ao crescimento populacional, tem gerado grande evolução na demanda do consumo de energia elétrica, devido à instalação cada vez mais crescente de novas cargas industriais, comerciais, residenciais e rurais monofásicas. Todo esse aumento de carga já está impactando diretamente o desempenho das subestações distribuidoras da Concessionária de Energia Elétrica, no que tange a manifestação de distúrbios de regime permanente causados por harmônicas, tais como zumbidos em transformador de força e rompimento de condutores de média tensão. Estes distúrbios são apresentado em um estudo de caso envolvendo as Subestações (SE´s) Itacaiúnas e Itupiranga. Para comprovar a nocividade desses distúrbios nessas SE´s, foram realizadas campanhas de medição para obtenção de resultados práticos e, então, executadas simulações envolvendo estudos de curtocircuito, fluxo de carga e propagação de harmônicos, de forma a se obter um diagnóstico analítico sobre as situações encontradas e assim, ser possível emitir recomendações para a mitigação dos problemas detectados. Este trabalho será de grande valia à Concessionária de Energia Elétrica, podendo ser tomado como uma das referências para estudos de qualidade de energia elétrica, em outras subestações, além de dar embasamento experimental às futuras cobranças da ANEEL, com relação à implantação dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST).

Interference of Vaccinal Antibodies on Serological Diagnostic of Leptospirosis in Vaccinated Buffalo using Two Types of Commercial Vaccines

The vaccinal antibodies interference represents one of the problems in the leptospirosis diagnostic on serum. The present study aimed to determine the pattern of serum agglutinins anti-Leptospirae spp in vaccinated female buffaloes against leptospirosis using two types of commercial vaccines: bacterin and extern membrane. The temporal interference of vaccinal titers on serum diagnostic was evaluated. Three groups of 11 adult female buffaloes were established as follows: G1 control, non-vaccinated; G2: vaccinated with bacterin containing six serovars and G3 with extern membrane vaccine containing five serovars. A booster was administered at 30 days from the first vaccination (dfv) and two re- vaccinations were performed in each semester (days 210 and 390). Serum samples were collected on days 0, 15, 30, 45 and 60 and every 30 days until 540 dfv, being submitted to Serum Agglutination Microscopy (SAM) against the serovars present in the vaccine. G1 remained always negative. Both vaccines induced serologic responses when assessed by SAM at 150 days post first vaccination against all serovars and they revealed maximum titers around days 45 and 60 after first vaccination. At the re-vaccination there was an increase on agglutinin levels, but of less intensity than the levels previously observed. After six months from the second revaccination (540 dfv), they were almost zero, which demonstrates the short duration of diagnostic interference. The serologic monitoring of the vaccinated herds can be an efficient method to evaluate the status of protection provided by the vaccine.

Desenvolvimento de um sistema de proteção e metodologia para localização de faltas em sistemas de distribuição

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

[The importance of clinical information in diagnostic imaging in the febrile patient]

From conventional radiography to cross-sectional imaging methods, modern radiology offers a wide range of diagnostic tools for investigating patients with fever. To achieve the best results and to yield a correct diagnosis, the radiologist must tailor the diagnostic protocol individually for every patient. The decision on the most suitable imaging method, and the type and timing of contrast media strongly depends on the suspected diagnosis. Based on patient history and laboratory data, some modalities may be contraindicated or the patient may need a premedication. The authors give a short overview of diagnostic strategies in evaluating the most important causes of fever and point to the need of discussion and co-operation between clinicians and radiologists.