José Augusto Lima Barreiros

Identification, digital control and fuzzy logic techniques applied to a synchronous generator

The experimental results obtained in the design and implementation of an decoupled digital speed and voltage controller for a micro-energy system are reported in this work. The studied system is formed by a 9 Kw DC motor driving a 10 KVA synchronous machine. There are two control loops in the proposed controller: the speed control (speed governor) and the control of the stators voltage (automatic voltage regulator). Each control loop was designed using linear control techniques and fuzzy control techniques. Tests on the system show the performance of the proposed controllers.

Controle Fuzzy aplicado à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência

Este trabalho propoe uma estrategia fuzzy, do tipo Rede de Controladores Locais, aplicavel a melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas eletricos de potencia, visando compensar possiveis perdas de sintonia devido a ocorrencia de variacoes nas condicoes operacionais da planta. A adaptacao dos ganhos do controlador fuzzy e efetuada on-line, interpolando-se os ganhos de um conjunto finito de controladores locais fixos. Ao ocorrer variacoes nas condicoes operacionais da planta, os ganhos da lei de controle sao ajustados automaticamente de modo a manter satisfatorio o desempenho do sistema de controle. O desempenho do controle foi avaliado atraves de estudos de simulacao, utilizando-se um modelo dinâmico nao-linear, do tipo maquina barra infinita. Os resultados mostram que o emprego da estrategia proposta permite obter melhorias no desempenho dinâmico do sistema.

Self-tunning Control Methodologies Applied to the Automatic Voltage Control of a Synchronous Generator

In this paper, the experimental results obtained in the design and implementation of a self-tunning voltage controller for a micro energy system are analyzed. Two types of indirect adaptive self-tuning schemes are proposed. Both uses a recursive estimation scheme based on the well known Least Squares method. The difference between them is the controller formulation methodology: one uses the pole placement method and the other uses the generalized predictive control. Tests shows the comparison performance of the proposed adaptive controllers versus fixed digital controllers.

Digital PI fuzzy control strategies applied to an electric microgenerator system

This paper investigates digital modeling and control strategies applied to the voltage regulation of a microgenerator system, placed in the Electric Energy Generation Laboratory of Federal University of Para. Identification parametric techniques are used in order to obtain a representative model for the controller design. With a suitable model, controllers of proportional integral type are designed, based on the root locus and fuzzy systems strategies, in order to improve the voltage regulation of the microgenerator system.

Técnica de controle preditivo baseado em modelo aplicada ao controle de tensão de um gerador síncrono - resultados experimentais

Neste trabalho serao apresentados os resultados da avaliacao experimental de uma metodologia de controle digital preditivo auto-ajustavel aplicada ao controle de tensao de um sistema de geracao de energia de escala reduzida. Um estimador recursivo baseado no conhecido metodo de minimos quadrados e utilizado na etapa de identificacao do controlador preditivo proposto. A etapa de calculo da lei de controle e realizada com o algoritmo Generalized Predictive Controller (GPC). A avaliacao experimental foi realizada com testes de resposta ao degrau e rastreamento aplicados em diferentes condicoes operacionais do sistema de potencia estudado. Para fins de comparacao, tambem serao apresentados os resultados da avaliacao de um controlador auto-ajustavel que utiliza o metodo de alocacao de polos para a sintese do sinal de controle e tres controladores digitais com parâmetros fixos.

Estabilizador de sistemas de potencia digital aplicado a uma unidade geradora da uhe de Tucurui

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e resultados de testes de campo de um estabilizador de sistemas de potencia (ESP) digital, destinado ao amortecimento de oscilacoes eletromecânicas em sistemas interligados. Os testes experimentais foram efetuados em uma das unidades hidrogeradoras, de 350 MVA, da UHE de Tucurui. A lei de controle amortecedor do ESP digital foi embarcada em um sistema de hardware baseado em um controlador digital de sinais (DSPIC 30f5011). A estrutura da lei de controle e na forma canonica RST, de tempo discreto, sendo os parâmetros do controlador calculados atraves da tecnica de deslocamento radial de polos. Para fins de projeto, a dinâmica da planta, no ponto de operacao considerado, foi representada por um modelo parametrico, o qual foi estimado a partir de dados medidos em campo. Os resultados experimentais mostraram um excelente desempenho do ESP digital no amortecimento de um dos modos eletromecânicos observavel na UHE de Tucurui.

Creational Object-Oriented Design Pattern Applied to the Development of Software Tools for Electric Power Systems Dynamic Simulations

The development of software for dynamic simulation of electrical power systems requires a comprehensive range of complex studies, which encompasses many areas of electrical engineering as well as software engineering. This study aims at to develop an efficient strategy applied to the development of software tools for dynamic power systems simulations studies. The proposed strategy is based on the object-oriented creational pattern. This approach has the advantage of makes easy the application development process, by performing a mapping between block diagram model representation and the corresponding specialized classes. Firstly, a conceptual mapping between block diagram and the object-oriented paradigm, based on the Factory Method, is carried out. After that, some flexible strategies are presented in order to obtain an improved efficiency for the numerical routines, based on the Builder standard. This allows for the parameterization of the selected numerical integration techniques. The proposed strategy was evaluated by using a 4-generator multi-machine power system. The simulation results shown that the proposed strategy was able to provides a good power system dynamic performance.

Estabilizador neural não-linear para sistemas de potência treinado por rede de controladores lineares

A utilizacao de Estabilizadores de Sistemas de Potencia (ESP), para amortecer oscilacoes eletromecânicas de pequena magnitude e baixa frequencia, e cada vez mais importante na operacao dos modernos sistemas eletricos. Estabilizadores convencionais, com estrutura e parâmetros fixos, tem sido utilizados com essa finalidade ha algumas decadas, porem existem regioes de operacao do sistema nas quais esses estabilizadores lineares nao sao tao eficientes, especialmente quando comparados com estabilizadores projetados atraves de modernas tecnicas de controle. Um ESP Neural, treinado a partir de um conjunto de controladores lineares locais, e utilizado para investigar em quais regioes de operacao do sistema eletrico o desempenho do estabilizador a parâmetros fixos e deteriorada. O melhor desempenho do ESP Neural nessas regioes de operacao, quando comparado com o ESP convencional, e demonstrado atraves de simulacoes digitais nao-lineares de um sistema do tipo maquina sincrona conectada a um barramento infinito e de um sistema com quatro geradores.

Intelligent Analysis Program Applied to Production Logs in Oil and Gas Wells

Basic Production Logging can be interpreted in intermittent wells using the intelligent analysis program presents in this work, called PAINTWELL, which permits to use of same string configuration than a conventional Production Logging. This program can be performed in layered reservoir, determining the flowrate and type of the fluid for each production zone. The use of Artificial Neural Network as integrated part of this analysis program, provides a powerful tool to describe how downhole logging and advances in computer processing and interpretation data could spearhead the transformation that can take place in production logging with use of this new technique. This methodology should aid the production and reservoir engineering to solve recovery problems during the well life. The results of the production log using the PAINTWELL method is very similar to measurements using test separator in production facilities for each single perforated interval. This program was applied successfully for a typical intermittent well, which produces oil with high water cut using a gas-lift completion system.

Generalized predictive power system stabilizer with fuzzy supervision from a local model network

This work presents a digital adaptive power system stabilizer (PSS) which operates in a self-tuning structure. The parametric models are identified off line for several differently selected operating points in a P/spl times/Q plane (active and reactive powers) to form a local model network (LMN), and saved off-line under the form of a look-up table in the microcomputer that implements the control action. During working, a fuzzy logic based supervisor identifies the current operating point and determines the plant model from the LMN. Then, using this plant model, the PSS control law is designed based on the generalized predictive control (GPC) method. The tests presented show good performance for this PSS, when compared to a conventional (nonadaptive) one.