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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2021.tde-26082021-191654
Document
Author
Full name
Alessandra Bortoletto Garbelotti Hoffmann
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2021
Supervisor
Committee
Oleskovicz, Mario (President)
Fernandes, Ricardo Augusto Souza
Lima, Marcelo Antonio Alves
Neves, Washington Luiz Araújo
Silva, Fabiana Aparecida de Toledo
Title in Portuguese
O diagnóstico de Transitórios Oscilatórios em Sistemas de Distribuição de Média Tensão pelo uso da Morfologia Matemática e da Busca por Correspondência
Keywords in Portuguese
Matching Pursuit Algorithm
Busca por Correspondência
Morfologia Matemática
Sistemas de Distribuição de Média Tensão
Transitório Oscilatório
Abstract in Portuguese
O objetivo desta pesquisa, no contexto da Qualidade da Energia Elétrica (QEE), é o diagnóstico e a classificação dos Transitórios Oscilatórios (TOs) provocados pelo chaveamento de cargas específicas nos sistemas elétricos de potência. Apesar de o transitório ocorrer em um período de curta duração, este tem grande importância devido a sua duração, amplitude e frequências manifestadas, sendo possível a sua observação via as tensões e/ou correntes trifásicas registradas nos Sistemas de Distribuição de Média Tensão (SDMTs). Os chaveamentos considerados como fontes para os TOs foram: da energização de linhas e de bancos de capacitores. Uma análise comparativa do tempo de processamento e do erro médio na detecção, ao utilizar as técnicas Notch Filter, transformada Wavelet e Morfologia Matemática (MM) para identificar o início dos TOs em sinais sintéticos foi realizada, com e sem a presença de ruídos. Com o uso de equações analíticas foi elaborada uma base de dados sintética de TOs formando desta forma um dicionário utilizado para extração dos parâmetros. Para a detecção da descontinuidade do sinal a técnica da MM apresentou melhores resultados, e com a aplicação de um algoritmo de busca por correspondência, ou Matching Pursuit Algorithm, foi possível classificar a fonte causadora dos TOs. Para avaliação da abordagem proposta, os TOs foram representados a partir de distintos e de múltiplos sinais sintéticos e aleatórios, bem como por sinais reais experimentais adquiridos do grupo de trabalho do IEEE (Working Group P1159.3). Os resultados obtidos demonstraram que é possível a classificação das fontes específicas geradoras dos TOs considerando um evento individual, bem como múltiplos eventos em um SDMT.
Title in English
The diagnosis of Oscillatory Transients in Systems of Medium Voltage Distribution by the use of Mathematical Morphology and Match Search
Keywords in English
Matching Pursuit Algorithm
Mathematical Morphology
Medium Voltage Distribution System
Oscillatory Transients
Abstract in English
The objective of this research, in the context of Power Quality (PQ), is the diagnosis and the classification of Oscillatory Transients (OTs) caused by switching specific loads in electric power systems. Although the transient occurs in a short period, it is of great importance due to its duration, amplitude, and manifested frequencies, being possible to observe it via the three-phase voltages and/or currents registered in the Medium Voltage Distribution Systems (MVDSs). The switches considered as sources for the OTs were: an energized line and capacitor bank. A comparative analysis of the processing time and the mean error in detection, using the techniques Notch Filter, Wavelet Transform, and Mathematical Morphology (MM) to identify the beginning of OTs in synthetic signals was performed, with and without the presence of noise. Using analytic equations, a synthetic database of OTs was created, thus forming a dictionary used to extract the parameters. For the detection of signal discontinuity, the MM technique presented better results, and with the application of a matching search algorithm, or Matching Pursuit Algorithm, it were possible to classify the source causing the OTs. To evaluate the proposed approach, the OTs were represented from distinct and multiple synthetic and random signals, as well as experimental real signals acquired from the IEEE working group (Working Group P1159.3). The results obtained showed that it is possible to classify the specific sources that generate the OTs considering an individual event, as well as multiple events in a MVDS.
 
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Publishing Date
2021-08-31
 
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