Uma proposta de arquitetura multi-agente para operação de sistemas elétricos

There is a permanent demand for new computational tools required for power system operation, supervision, analysis and planning. These software’s become larger and increasingly complex due to the system’s characteristics, and when finally finished they are difficult to maintain and to integrate into old application. The main objective of this thesis is to consider a new type of multiagent system’s architecture, capable of to assist the power systems operators in their work of operation, with special approach for the restoration tasks after a fault. The multi-agent system’s architecture was divided in two packages of agents. The first one is composed by "Support Agents", which are responsible for doing services that assist the decision-making process, as: to establish and to coordinate the communication between agents, to update the computational model, interface with the real world, etc. The second package is composed by "Specialized Agents", that have the specific knowledge used in the analysis and solution of the problems found in the application domain. The main benefits obtained with the multi-agent model were: cooperative behavior, competitive processing, distributed topology and open architecture. The cooperative behavior is characterized by dynamic exchange of information between agents making possible segmentation of tasks, besides allowing the reduction of the hierarchic characteristics of the decision process. The competitive processing improves the use of the hardware capacity and decreases the reply time. The architecture’s topology considered is distributed, what makes possible in the abstraction process the system’s division in a lesser number of parts, limited to functional characteristics. The architecture considered is opened, allowing the addition of components and the system’s expansion, as part of a bigger system with the creation of new levels of analysis. As an example of application of the architecture considered it was implemented in real cases like power substations and distribution systems of Brazil’s power utility companies.Há uma demanda permanente por novas ferramentas computacionais necessárias para operação, supervisão, análise e planejamento de sistemas elétricos. Devido às características da aplicação, estes softwares se tornam maiores e mais complexos, e quando terminados são difíceis de manter e integrar com aplicativos antigos. O objetivo principal desta tese é propor um novo tipo de arquitetura de sistema multi-agente capaz de auxiliar os operadores de sistemas elétricos no seu trabalho de operação, com enfoque especial para as tarefas de restabelecimento após uma falha. A arquitetura do sistema multi-agente foi dividida em dois pacotes de agentes. O primeiro é composto por “Agentes de Suporte”, os quais são responsáveis por prestar serviços que auxiliem o processo de tomada de decisões, como: estabelecer e coordenar a comunicação entre os agentes, atualizar o modelo computacional, interface com o mundo real, etc. O segundo pacote é composto por “Agentes Especializados”, que são os detentores do conhecimento específico empregado na análise e solução dos problemas encontrados no domínio de aplicação. Os principais benefícios alcançados com o modelo multi-agente foram: comportamento cooperativo, processamento concorrente, topologia distribuída e arquitetura aberta. O comportamento cooperativo é caracterizado por trocas dinâmicas de informação entre os agentes e possibilitando a divisão de tarefas, reduzindo as características hierárquicas do processo de decisão. Já o processamento concorrente melhora o uso da capacidade de hardware e diminui o tempo de resposta. A topologia da arquitetura proposta é distribuída, o que torna possível no processo de abstração a divisão do sistema em um número menor de partes, limitado pelas características funcionais. E ainda, a arquitetura proposta é aberta, permitindo a adição de componentes e a expansão do sistema, como parte de um sistema maior com a criação de novos níveis de análise. Como um exemplo de aplicação da arquitetura proposta foi implementado na prática em subestações elétricas e em sistemas de distribuição de concessionárias de energia elétrica do Brasil

Priorização dinâmica e espacial de alimentadores para o corte seletivo de carga em redes de distribuição/Dynamic and espacial prioritization of feeders to selective load-shedding in distribution networks

Para manter o balanço entre consumo e oferta de energia em curto prazo é necessário um planejamento da operação, que está sujeito a imprevistos que interferem em sua dinâmica. Grandes eventos no Sistema Interligado Nacional podem ter como consequências variação em sua frequência e tensão, e os centros de operação em tempo real devem agir de forma rápida e eficaz para evitar consequências mais graves, como o colapso do sistema. Para isso, os órgãos reguladores estabelecem procedimentos que devem ser respeitados pelos agentes do sistema elétrico, entre eles o Esquema Regional de Alívio de Carga e o Plano de Corte Manual de Carga. Para auxiliar os responsáveis na elaboração desses procedimentos, este trabalho propõe uma metodologia alternativa de corte seletivo de carga de alimentadores em redes de distribuição, baseado na sua localização e carregamento instantâneo. Duas abordagens foram utilizadas para distribuir o montante de corte de carga de alimentadores, uma utilizando fluxo de potência ótimo e outra através de uma divisão proporcional pela região geoelétrica. A priorização dos alimentadores foi desenvolvida utilizando lógica fuzzy, tendo como dados de entrada a quantidade de consumidores por classe de consumo, as potências máxima e instantânea, indicadores de continuidade e a distância para a região central. O modelo utilizou dados reais atualizados de um sistema de 406 subestações, 615 linhas e 2076 alimentadores, atingindo os resultados para todos os cortes de carga solicitados e eliminando cortes desnecessários em subestações. A vantagem do fluxo de potência ótimo em relação à divisão proporcional pela região geoelétrica é ser uma metodologia mais robusta, com parâmetros elétricos definidos visando minimizar o impacto no Sistema Interligado Nacional. A lógica fuzzy mostrou-se uma alternativa para priorização dos alimentadores, uma vez que seu resultado não necessita de outro critério de desempate para alimentadores em uma mesma subestação, e quando agrupados por região, poucos casos. A utilização de variáveis como potência instantânea, georreferenciamento do alimentador e indicadores de continuidade como variáveis de priorização de alimentadores representa uma melhoria nas metodologias atualmente utilizadas, pois traz dinamismo para atualização dos procedimentos, redução dos impactos no corte de carga e isonomia aos consumidores

Lógica Fuzzy para Reconhecimento de Padrões e Classificação para Smart Grid / Fuzzy Logic for Pattern Recognition and Classification to Smart Grid

O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma aplicação em Lógica Fuzzy para avaliar informações de métodos de Reconhecimento e Classificação de Padrões aplicados a medidas de Qualidade de Energia Elétrica em centros de medição inteligentes. A Lógica Fuzzy é responsável por gerenciar o resumo dos resultados apresentados por diversos métodos de Padrões de Reconhecimento e Classificação e, assim, pode sintetizar e integrar os desempenhos das técnicas, melhorando o desempenho do sistema. Desta forma, um sistema de Lógica Fuzzy pode inferir uma classificação potencializando os pontos fortes individuais de cada técnica para suprir as deficiências específicas em algum erro de classificação obtido por uma dada técnica é apresentada. Para validação, a arquitetura do sistema foi aplicada a um problema de qualidade de energia de transformadores de distribuição

Proposta de modelo matemático de estimação da eficiência energética de motores de indução alimentados por tensões elétricas desequilibradas e distorcidas / Mathematical model proposal to estimate the energy efficiency of induction motors fed by unbalanced and distorted electrical voltages

A eficiência energética tem sido uma preocupação cada vez maior, especialmente indústrias que possuem como um dos principais insumos, a energia elétrica. Uma vez que os motores de indução trifásicos (MITs) representam a maior parte do consumo da indústria brasileira, a busca pelo melhor rendimento eletromecânico destes equipamentos é de fundamental importância. Todavia, além do correto dimensionamento e instalação, problemas de qualidade de energia presentes na tensão de alimentação podem trazer efeitos para a performance dos MITs. Dentro desta perspectiva, o presente trabalho desenvolveu uma proposta de modelo matemático baseado em uma ampla medição de campo os quais relacionam desequilíbrio de tensão e distorção harmônica de tensão para predizer o impacto destes fenômenos no rendimento dos motores. Assim, este artigo apresenta os modelos desenvolvidos para motores de alto rendimento, standard e rebobinados

Planejador inteligente para o restabelecimento de subestações elétrica

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Case-Based Reasoning for the Design of Start-Stop Logic of Hydroelectric Power Stations

ABSTRACT The present article focuses on the construction of an Intelligent System for the Project Start-Stop Logic of Hydropower Plants, work carried out as master dissertation, allowing the retention of knowledge of previous cases which set a valuable intellectual capital, organizing knowledge generated by specialists and consultants of the area. The tool aims at saving time as well as standardizing solutions, allowing future developments for the construction of other necessary logic (such as those related to asset management and tools to aid the operation and maintenance of hydroelectric power plants). The MyCBR, software that proved to be of easy programming, but with some limitations, is used for such an attempt of a shell of current use. The recovery of the cases based on calculations of global and local similarity allows the selection of solutions already used in hydroelectric plants with analogous technological solutions. The results were satisfactory in view of the periodicity of the use of the tool and the possibility of increasing the case base as the logics are implemented in other projects, besides allowing the inclusion of other logics and documentation pertinent to the Hydropower Plants