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

Observability analysis for power systems modeled at the substation level including PMU

Orientador : Profª. Drª. Elizete Maria LourençoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 24/02/2016Inclui referências : f. 97-101Área de concentração: Sistemas eletrônicosResumo: O Estimador de Estados tem papel fundamental no monitoramento e controle em tempo real de grandes sistemas de potência, sendo capaz de prover informações a respeito do mais provável estado de operação da rede. Os primeiros algoritmos de estimação de estados foram concebidos considerando o sistema inteiro modelado no nível barra-ramo, uma vez que o processador de topologia reduz o sistema em um modelo simplificado. Sendo assim, o presente trabalho foca na Estimação de Estados Generalizada, na qual chaves e disjuntores são considerados no modelo da rede, tendo seus respectivos estados estimados. A aplicação de medidas sincrofasoriais no processo de Estimação de Estados e nas análises de observabildiade e criticidade de medidas também fazem parte deste estudo. Neste trabalho são apresentadas duas formulações para o uso de medidas sincrofasoriais na Estimação de Estados Generalizada, bem como resultados que comprovam a aplicação das mesmas. Dentro da proposta principal, está o desenvolvimento de um algoritmo numérico para análise de observabilidade e criticidade de medidas em sistemas modelados no nível de subestação. Testes são conduzidos no sistema de 14 barras dos IEEE, considerando a modelagem explícita de algumas subestações, com diferentes configurações, e simulando situações de falha na comunicação de medidas e do status dos disjuntores. Os resultados mostram que os métodos implementados permitem a determinação da observabildiade do sistema além da deteção de medidas e restrições críticas. Casos de falha da método também são mostrados, bem como meios de mitigá-los. Uma importante constação é sobre a vantagem do uso das medidas sincrofasoriais na Estimação de Estados Generalizada, no qual sua aplicação elimina a criticidade de restrições operacionais, as quais são crítitas devido a topologia da rede e não pela quantidade e alocação de medidas. Palavras chaves: Estimação de Estados. Generalizada. Análise de Observabilidade. Medidas Sincrofasoriais.Abstract: State Estimation (SE) plays a vital role in real-time monitoring and controlling of larger power systems, as it provides the most likely operation state, and helps to keep it working in a secure mode. The first SE algorithms were developed considering the entire system modeled at the bus-branch level since the topology processor reduces it in a simplified way. Having that in mind, this work is focused on the Generalized State Estimation approach, in which switches and circuit breakers are considered in the network model, with their status being estimated. The application of synchrophasor measurements in the process of State Estimation, observability and measurement criticality analyses, are also part of this study. This Master’s thesis presents two formulations of using phasor measurements in the Generalized State Estimation, as well as the results of such approaches, ensuring their application. The main proposal is the development and deployment of a numerical algorithm to perform the observability and criticality analyses in power systems modeled at the bus-section level. Test are conducted over the IEEE 14 bus system considering the explicit modeling of three substations, with different layouts, and simulating situations of measurement and switch status failure. The results show that the deployed methods allow the determination of the system observability besides the detection of critical measurements and constraints. Cases where the method fails to provide desirable results as also discussed, as well as ways of mitigating them. An important statement regards the advantage of using synchrophasor measurements in the Generalized State Estimation, in which their application eliminates critical operational constraints, which are associated with the network topology, irrespectively of the measurement quantity and allocation. Keywords: Generalized State Estimation. Observability Analysis. Synchrophasor Measurements