Identificação de sinais ruidosos em sistemas de potência e representações na forma de pólos e resíduos

Abstract

Esta tese apresenta uma técnica para identificação de sistemas contínuos a partir de informações no domínio da transformada z. No cálculo, considera-se a presença de ruído no sinal de saída. São calculadas funções de transferência a partir da resposta impulsional do sistema no tempo, levando-se em conta sinais de entrada e de saída. As funções de transferência são identificadas no domínio z Entretanto, a estrutura dessas funções de transferência é apresentada na forma de pólos e seus resíduos associados. No domínio s, os pólos são calculados por meio de transformação dependente do período de amostragem e dos pólos em z. Na identificação do sistema, os sinais ruidosos são filtrados mediante processo de denoising (minimização de ruído) cujo procedimento utiliza transformada wavelets. Testes são efetuados em três sistemas de potência com a finalidade de se avaliar a validade do método de identificação sob diferentes condições operativas e diferentes níveis de ruído. Também, para verificar a possibilidade do uso de modelo identificado, de ordem reduzida, no projeto de controladores em sistemas de potência de grande porte. Estes últimos testes são realizados considerando um banco de dados representativos do sistema interligado nacional (SIN) relativo ao ano 2005. Em todos os casos, a identificação mostrou-se bastante satisfatória, avaliando-se os resultados obtidos com um modelo completo e identificado. Simulações lineares e não-lineares dos modelos identificados e completo mostram a eficácia da técnica. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT

This thesis presents a technique for continuous systems identification from information in z domain transform. The computations allow for the noisy signal action on the output signal. The transfer functions are calculated from time-domain system impulse response, taking into account test system input and output signals. The transfer function is identified in the z domain. However, its structure is presented in the form of poles and their associated residues. The poles are calculated in the s domain by using a mapping transform function which depends on the sampling period and the z poles. The noisy signals are filtered through a denoising process (noise minimization) whose procedure uses wavelets transform. Tests are performed on three power systems to assess the validity of the identification method under different operating conditions and different noise levels. The reduced models identified are used for the design of power system stabilizers (PSSs). These tests are carried out considering a database representing the Brazilian interconnected power grid of the year 2005. In all cases, the identification proved to be quite satisfactory, comparing to the results obtained with a complete and identified model. Linear and non-linear simulations of the identified and the full models show the effectiveness of the system identification technique.