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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28339| Title: | Um método de estimação de potência baseado na transformada de Stockwell. |
| Other Titles: | A power estimation method based on the transform from Stockwell. Un método de estimación de potencia basado en la transformada de Stockwell. |
| ???metadata.dc.creator???: | COELHO, Rodrigo de Almeida. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | BRITO, Núbia Silva Dantas. |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | NEVES, Washington Luiz Araujo. |
| ???metadata.dc.contributor.referee2???: | FERREIRA, Tarso Vilela. |
| ???metadata.dc.contributor.referee3???: | COSTA, Flavio Bezerra. |
| ???metadata.dc.contributor.referee4???: | OLESKOVICZ, Mário. |
| Keywords: | Cálculo de potência;Qualidade da energia elétrica;Transformada de Stockwell;Sinais não-senoidais;Distorção harmônica;Sinais não-estacionários;Power calculation;Stockwell transform;Harmonic distortion;Electric power quality;Non-sinusoidal signals;Non-stationary signals |
| Issue Date: | 20-Sep-2022 |
| Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
| Citation: | COELHO, Rodrigo de Almeida. Um método de estimação de potência baseado na transformada de Stockwell. 2022. 181 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28339 |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | Um método para cálculo de potência em condições não - senoidais baseado na trans- formada de Stockwell (TS) é proposto nesta tese. As componentes de potência propostas são fundamentadas em uma decomposição da potência aparente com base na impedân- cia de cada componente de frequência. Como consequência, tem-se potências com ca- racterística associada à impedância, resistência e reatância. Adicionalmente, utiliza-se a TS para a estimação, em tempo-frequência, das características dos sinais de tensão e corrente, etapa fundamental para que o método seja adequado para a estimação de potências em condições não-estacionárias. A partir da TS é possível realizar uma aná- lise em tempo-frequência com informações absolutas da amplitude e do ângulo de fase de cada componente de frequência, o que é essencial para a representação das potên- cias. Complementarmente, foram realizados testes de desempenho da TS, de modo a indicar suas potencialidades e limitações para a extração de amplitude e fase de sinais. As definições de potência propostas foram comparadas com as estabelecidas na Teoria das componentes físicas das correntes (CPC) e na Norma IEEE 1459-2010 por meio da análise de sinais sintéticos estacionários. Outrossim, o método proposto foi avaliado em condições não-estacionárias, abarcando sinais sintéticos, simulados e provenientes de me- dições em campo. Os resultados indicaram que o método proposto caracteriza adequa- damente a potência elétrica em sistemas contendo sinais não-senoidais com característica não-estacionária. Adicionalmente, com base nas componentes de potência propostas, um novo método para detecção de distúrbios transitórios em sistemas elétricos foi apresentado. Verificou-se que algumas destas componentes de potência possuem um comportamento típico diante de diversos distúrbios, as quais mostraram-se apropriadas para a extração de padrões que possibilitem a detecção de eventos em sistemas elétricos. |
| Abstract: | A power calculation method for non-sinusoidal conditions based on the Stockwell transform (ST) is proposed in this thesis. The proposed power components are founded on an apparent power decomposition based on the impedance of each frequency com- ponent. As a consequence, the power components have characteristics associated with impedance, resistance, and reactance. Additionally, the ST is applied to estimate, in the time-frequency domain, the voltage and current characteristics, which is a fundamental task for the proposed method’s suitability for power estimation in non-stationary con- ditions. The ST performs a time-frequency analysis with absolute information on each frequency component’s amplitude and phase angle, which is essential for power represen- tation. Furthermore, tests were carried out aiming to evaluate the ST performance, i.e., to indicate its potentialities and limitations for signals’ amplitude and phase estimation. The proposed power definitions were compared with those established in Currents’ Phy- sical Components (CPC) power theory and in IEEE Std. 1459-2010 by using stationary synthetic signals. Moreover, the proposed method was evaluated under non-stationary conditions, including synthetic, simulated, and actual signals. The results attest to the suitability of the proposed method for characterizing the electrical power in systems with non-sinusoidal signals with non-stationary characteristics. Additionally, a new method for detecting transient disturbances in power systems was presented. The method is ba- sed on the proposed power components, which presented a typical behavior for various disturbances, being quite appropriate for extracting patterns that allow the detection of disturbances in electrical systems. |
| ???metadata.dc.description.resumen???: | Un método para calcular la potencia en condiciones no sinusoidales basado en la trans- En esta tesis se propone la formación Stockwell (TS). Los componentes de potencia propuestos se basan en una descomposición de la potencia aparente basada en la impedancia cia de cada componente de frecuencia. En consecuencia, existen poderes con capacidad característica asociada con la impedancia, la resistencia y la reactancia. Adicionalmente, se utiliza el TS para estimar, en tiempo-frecuencia, las características de las señales de tensión y corriente, paso fundamental para que el método sea adecuado para la estimación de potencias en condiciones no estacionarias. Desde el TS es posible realizar un análisis lisis de tiempo-frecuencia con información de amplitud absoluta y ángulo de fase de cada componente de frecuencia, que es fundamental para la representación de las potencias cias Complementariamente, se realizaron pruebas de funcionamiento del TS, con el fin de indicar sus fortalezas y limitaciones para extraer señales de amplitud y fase. Las definiciones de potencia propuestas se compararon con las establecidas en la Teoría de componentes físicos de corrientes (CPC) y el Estándar IEEE 1459-2010 a través de la análisis de señales sintéticas estacionarias. Además, el método propuesto fue evaluado en condiciones no estacionarias, que abarcan sintético, simulado y me- condiciones de campo. Los resultados indicaron que el método propuesto caracteriza adecuadamente potencia eléctrica en sistemas que contienen señales no sinusoidales con característica no estacionario. Además, con base en los componentes de potencia propuestos, se presentó un nuevo método para detectar perturbaciones transitorias en sistemas eléctricos. Se encontró que algunos de estos componentes de potencia tienen un comportamiento típico ante varios trastornos, que resultó ser apropiado para la extracción estándares que permiten la detección de eventos en sistemas eléctricos. |
| Keywords: | Cálculo de potência Qualidade da energia elétrica Transformada de Stockwell Sinais não-senoidais Distorção harmônica Sinais não-estacionários Power calculation Stockwell transform Harmonic distortion Electric power quality Non-sinusoidal signals Non-stationary signals |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Elétrica |
| URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28339 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Elétrica. |
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| RODRIGO DE ALMEIDA COELHO - TESE PPGEE 2022.pdf | Rodrigo de Almeida Coelho - Tese PPGEE 2022 | 21.85 MB | Adobe PDF | View/Open |
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