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dc.creatorGrando, Flavio Lori-
dc.date.accessioned2022-04-06T17:25:03Z-
dc.date.available2022-04-06T17:25:03Z-
dc.date.issued2021-12-16-
dc.identifier.citationGRANDO, Flavio Lori. Estimação e aplicação de sincrofasores em redes de distribuição de energia. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27892-
dc.description.abstractThis thesis is contextualized on the monitoring of electrical power systems, more specifically on the employment of PMUs (Phasor Measurement Units) in distribution systems. PMUs have been successfully applied in the transmission network, characterizing large-area dynamic phenomena. However, their use in distribution networks is not yet a reality. The main questions involve: (i) what are the data benefits and (ii) what are the measurement requirements. To contribute to the advancement of PMU technology for distribution systems, this thesis sought to answer such questions whose contributions are organized in two parts: application and measurement of synchrophasors. In the application scope, a study of the impact of the quality of phasor measurements on the power grid event classification problem was addressed. The potential of the data to recognize system events was evaluated, while the precision and accuracy requirements that meters and, consequently, algorithms need to have in order to enable distribution applications were investigated. For this purpose, an extensive event classification study was conducted under different uncertainty conditions in the data, with various distributions and error levels. 2,160 classification results are presented, involving six classifiers (based on machine learning), three distinct groups of events, with 4, 8, and 62 classes per group, and various phasor error characteristics. The results support the instrumentation area, bringing analysis of multiple sources of errors and demonstration of how precision and accuracy affect distribution system event recognition. These results and conclusions support the second part of the study with the estimation of phasor data, taking into account the particularities of the distribution network. In the measurement scope, three new estimation algorithms were proposed, with distinct operating principles: (i) a hardware based approach, (ii) sparse approach and (iii) parametric approach. The contributions involve, but are not limited to: harmonic, interharmonic and damping factor estimation. They also involve dynamic estimations, using adaptation strategies to power system oscillations. Additionally, the methods are designed to provide noise tolerance of distribution systems and computationally efficient for use in general purpose embedded systems. Tests were conducted in a controlled simulation environment and experimental tests using an embedded system. For that, a parallel development to this work was used, which consisted of a test platform capable of applying standardized tests in an automated manner. Finally, one of the methods was employed in a PMU prototype, which was used to monitor the electrical grid, registering harmonics and system events.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectAprendizado de máquinaspt_BR
dc.subjectEnergia elétrica - Distribuiçãopt_BR
dc.subjectRedes elétricas - Análisept_BR
dc.subjectHarmônicos (Ondas elétricas)pt_BR
dc.subjectMétodos de Simulaçãopt_BR
dc.subjectErros - Mediçãopt_BR
dc.subjectFalhas de energia elétricapt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectElectric power distributionpt_BR
dc.subjectElectric network analysispt_BR
dc.subjectHarmonics (Electric waves)pt_BR
dc.subjectSimulation methodspt_BR
dc.subjectErrors - Measuremenpt_BR
dc.subjectElectric power failurespt_BR
dc.titleEstimação e aplicação de sincrofasores em redes de distribuição de energiapt_BR
dc.title.alternativeEstimation and application of synchrophasors in energy distribution networkspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoEsta tese é contextualizada no monitoramento de sistemas elétricos de potência, mais especificamente sobre o emprego de PMUs (Phasor Measurement Units) em sistemas de distribuição. As PMUs foram aplicadas com sucesso na rede de transmissão, caracterizando fenômenos dinâmicos de grandes áreas. Entretanto, o uso em redes de distribuição ainda não é uma realidade. As principais questões envolvem: (i) quais os benefícios dos dados e (ii) quais requisitos de medição. Para contribuir com o avanço da tecnologia de PMUs para sistemas de distribuição, esta tese buscou responder tais questões cujas contribuições estão organizadas em duas partes: aplicação e medição de sincrofasores. No âmbito da aplicação, um estudo de impacto da qualidade das medidas fasoriais sobre o problema de classificação de eventos da rede elétrica foi abordado. Buscou-se avaliar o potencial dos dados em reconhecer eventos do sistema, ao mesmo tempo que foram investigadas as necessidades de precisão e exatidão que medidores e, consequentemente, algoritmos precisam ter para viabilizar aplicações em distribuição. Para isso, conduziu-se um amplo estudo de classificação de eventos sob diferentes condições de incerteza nos dados, com vá- rias distribuições e níveis de erro. São apresentados 2 160 resultados de classificação, envolvendo seis classificadores (baseados em aprendizado de máquina), três grupos distintos de eventos, sendo 4, 8 e 62 classes por grupo e diversas características de erros fasoriais. Os resultados suportam a área de instrumentação, trazendo análises de múltiplas fontes de erros e demonstração de como a precisão e exatidão afetam o reconhecimento de eventos do sistema de distribuição. Esses resultados e conclusões dão suporte à segunda parte do trabalho com a estimação de dados fasoriais, levando-se em conta as particularidades da rede de distribuição. No âmbito da medição, três novos algoritmos de estimação foram propostos, com princípios de funcionamento distintos: (i) uma abordagem baseada em hardware, (ii) abordagem esparsa e (iii) abordagem paramétrica. As contribuições envolvem, mas não se limitam à: estimação de harmônicos, interharmônicos e fator de amortecimento. Também envolvem estimações dinâmicas, utilizando estratégias de adaptação às oscilações sistema elétrico. Adicionalmente, os métodos foram projetados para oferecer tolerância ao ruído de sistemas de distribuição e computacionalmente eficientes para uso em sistemas embarcados de propósito geral. Foram conduzidos testes em ambiente controlado de simulação e testes experimentais utilizando um sistema embarcado. Para tal, utilizou-se um desenvolvimento paralelo a este trabalho, o qual consistiu em uma plataforma de testes capaz de aplicar testes padronizados e de forma automatizada. Por fim, um dos métodos foi empregado em um protótipo de PMU, o qual foi utilizado para monitoramento da rede elétrica, registrando harmônicos e eventos do sistema.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-2563-4953pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0554938137263363pt_BR
dc.contributor.advisor1Lazzaretti, Andre Eugenio-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1861-3369pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7649611874688878pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Moreto, Miguel-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-1914-2426pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4853832668516720pt_BR
dc.contributor.referee1Pipa, Daniel Rodrigues-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9398-332Xpt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5604517186200940pt_BR
dc.contributor.referee2Denardin, Gustavo Weber-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-3184-6095pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4251219281955392pt_BR
dc.contributor.referee3Coelho, Leandro dos Santos-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-5728-943Xpt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3483667901818921pt_BR
dc.contributor.referee4Moreto, Miguel-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-1914-2426pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4853832668516720pt_BR
dc.contributor.referee5Miranda, Vladimiro Henrique Barrosa Pinto de-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-5772-8452pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/5824178098755298pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

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