Resumo: Modelos matemáticos e computacionais precisos dos diversos componentes de um sistema de energia elétrica são importantes para estudos e simulações em um cenário de planejamento e operação da rede elétrica. Dentre os elementos de um sistema de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, as cargas são as que apresentam maiores dificuldades em serem adequadamente representadas. Embora esse tema de pesquisa tenha sido exaustivamente explorado, a modelagem de carga tem recebido renovada atenção do setor produtivo e da academia por uma série de fatores, dentre os quais podemos destacar a proliferação de medidores eletrônicos, o interesse por modelos de novos equipamentos e a necessidade da representação mais fiel do comportamento de diferentes cargas frente a distúrbios no sistema. Esta tese de doutoramento propõe duas contribuições na linha de pesquisa sobre modelagem de carga em sistemas de energia elétrica. A primeira delas trata-se de um método de modelagem de carga baseado em medições e na detecção de distúrbios naturais de tensão. O procedimento proposto emprega medidores eletrônicos simples, que são instalados junto a instalações em sistemas de distribuição com motivo outro que não o de modelagem de carga. A ideia principal é a de utilizar tais medidores para, paralelamente a função que desempenham, fornecer para a concessionária informações sobre modelos de carga, como um subproduto da função principal que desempenham. A segunda contribuição proposta é na linha da modelagem de carga baseada em templates, uma técnica recentemente proposta na literatura para modelagem dinâmica de cargas industriais de grande porte. Nesta tese é proposto um modelo dinâmico simplificado de motores de velocidade variável controlados via conversores eletrônicos (Variable Frequency Drives ¿ VFDs), o qual é baseado em um modelo modificado de um motor de indução. O modelo proposto é adequado ao contexto da estrutura de modelagem de cargas industriais proposta pela técnica de modelagem baseada em templates e pode ser facilmente agregado e analisado em programas de simulação por parte de usuários sem necessidades de alterações do código fonte Ver menos

Abstract: Accurate mathematical and computational models from various electric power systems components are important in a scenario of power systems studies and simulations for grid planning and operation. Among the elements in the electricity generation, transmission and distribution systems, the loads are probably the most difficult ones to be accordingly represented. Though this research topic has been exhaustively explored, there is a renewed interest in industry and academia for power systems load modeling, due to several reasons, including the proliferation of smart meters, the appearance of non-conventional types of load and the continuing need for even more confident representation of different load response for system disturbances. This Ph.D. thesis proposes two contributions to power systems load modeling research field. The first one deals with a load modeling method based on measurements and the detection of natural voltage disturbances. The proposed scheme uses simple smart meters, installed close to customers with a main goal other than load modeling. The main idea is to use data provided by those meters to, in parallel to the main function performed by this device, provide to the utility information regarding load models, as a byproduct capable to add value to the investment in this meters. The second contribution is in the template based load modeling, a recently methodology proposed for dynamic modeling of large industrial facilities. In this thesis, a simplified Variable Frequency Drive (VFD) dynamic model is proposed, which one is based on a modified induction machine model. The proposed model is suitable to the dynamic load model structure proposed by the template based methodology and can be easily aggregated and analyzed in simulation software by basic users without the need of programming a complex model Ver menos