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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2012.tde-05102012-091637
Document
Author
Full name
Raphael Philipe Mendes da Silva
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2012
Supervisor
Committee
Coury, Denis Vinicius (President)
Lima, Antonio Carlos Siqueira de
Souza, Silvio Aparecido de
Title in Portuguese
Algoritmos genéticos aplicados à estimação fasorial em sistemas elétricos de potência
Keywords in Portuguese
Algoritmos genéticos
Estimação fasorial
Unidades de medição fasorial
Abstract in Portuguese
Esta trabalho apresenta a análise e implementação de uma técnica inteligente, o algoritmo genético (AG), para implementação de unidades de medição fasoriais, denominadas PMUs (Phasor Measurement Units). A disponibilidade dos fasores em diversos pontos de um sistema elétrico de potência (SEP) é importante, tanto para monitoramento quanto para controle, proteção e estudo do sistema. Entretanto, a obtenção de tais fasores só têm sentido se os mesmos possuírem o mesmo referencial no tempo. Este referencial é conseguido através de sinais de satélites GPS (Global Positioning System) que sincronizam as PMUs instaladas nos pontos de interesse. Existe uma vasta quantidade de m´métodos que podem ser utilizados para que, de posse das formas de onda discretizadas de tensão e corrente, estime-se os fasores correspondentes e as frequências locais. Este projeto apresenta os AGs como ferramenta de estimação para a obtenção de uma PMU com todas as vantagens relativas a tais algoritmos. Além disso, uma versão do AG que utiliza menos recursos computacionais , o algoritmo genético compacto (AGc) também será estudado. Um estudo norteado pela norma internacional C37.118 compara o desempenho dos AGs com dois métodos tradicionais de medição fasorial, um baseado na transformada discreta de Fourier e outro baseado em um filtro phase-locked loop. Dados sintéticos e provenientes de simulações são utilizados para avaliar o desempenho dos algoritmos desenvolvidos. Para tirar vantagem da natureza paralela dos algoritmos genéticos, um estudo da implementação do AGc em FPGA (field programmable gate array) utilizando a linguagem VHDL e realizado a fim de estudar a implementação embarcada em PMUs.
Title in English
Genetic algorithms applied to power systems phasor measurement
Keywords in English
Genetic algorithms
Phasor measurement
Phasor measurement unit
Abstract in English
This work presents the implementation and analysis of an intelligent technique, the genetic algorithm (GA), for the implementation of phasor measurement units (PMUs). The estimation of phasors in several spots in an electrical power system is important for the monitoring, control, protection and study of this system. However, these phasors must be in a common time reference in order to be usefull. This reference is achieved by using signals provided by the Global Positioning System (GPS) that synchronize the PMUs installed in the system. There are several techniques that can be used to estimate the phasors and local frequency using current and voltage wave signals. This project introduces the GAs as a phasor estimation tool applied to PMUs. Besides that, a version of the GA that demands less computational resources, the compact Genetic Algorithm is studied and implemented. A detailed study is performed using the international standard C37.118 as a guide comparing the GAs with two traditional techniques. The two traditional techniques are based on the DFT (Discrete Fourier transform) and a phaselocked loop filter (PLL). Synthetic and simulated data is used to evaluate the performance of the implemented algorithms. In order to take advantage of the parallel behavior of the genetic algorithms, a study of its implementation in FPGA (field programmable gate array) using the VHDL language is performed to make the genetic algorithms useful in real PMUs.
 
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Raphael.pdf (3.92 Mbytes)
Publishing Date
2012-10-09
 
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