During development of any kind, the testing process is a big part in terms of time and money. Automating the testing procedure to run regression tests more frequent and in an effective manner makes the development phase a simpler and more development focused activity. This thesis will study the possibility of automating the release testing of new platforms by using statistical tolerances on ABB FACTS products. To do this, a research and literature study regarding tolerances within control systems and automated testing including regression testing is used. The result of the study presents a proof of concept that the release testing can be automated using statistical tolerances as verification.

Este trabalho propõe um procedimento para qualificar sistemas fotovoltaicos conectados à rede, o qual possui dois focos principais: o comissionamento e a caracterização da produção de energia. Também resume alguns aspectos normativos relacionados aos sistemas fotovoltaicos, apresenta os principais parâmetros de desempenho utilizados para caracterizar um sistema fotovoltaico, propõe uma metodologia para calcular a energia injetada na rede, a qual incorpora modelos matemáticos e procedimentos de medição, tanto novos quanto convencionais, e aplica essa metodologia em um estudo de caso de um sistema fotovoltaico real. / This work proposes a procedure for qualifying grid-connected photovoltaic systems, which has two main focuses: the commissioning and the characterization of energy production. The work also summarizes some regulatory aspects related to photovoltaic systems, presents the main parameters used to characterize the performance of a photovoltaic system, proposes a methodology to calculate the energy injected into the grid, which incorporates both new and conventional mathematical models and measurement procedures, and applies this methodology to a case of study of a real photovoltaic system.

A eletricidade como recurso energético adquiriu importância vital na sociedade moderna, pois permite atender de modo relativamente simples a demanda pelos seus serviços. Dessa forma a demanda pela eletricidade aumenta proporcionalmente a evolução das populações que dela se beneficiam. O sistema elétrico que produz esse insumo está limitado em sua capacidade aos recursos disponíveis para geração, transmissão e distribuição de energia. Grosso modo esse limite é definido pela potência máxima do sistema. Essa potência máxima pode ser alcançada em determinados períodos do dia, denominados horários de ponta e em boa parte do tempo o sistema é sub aproveitado. Havendo a possibilidade de controle da demanda, seria possível empregar essa capacidade ociosa pela transferência de cargas para horários mais favoráveis. Para isso é necessário haver a ação coordenada dos muitos consumidores para obter o resultado operacional desejado. A coordenação seria então obtida através das chamadas redes inteligentes que agregam funções e automação com vários níveis de complexidade e constituem um sistema muito amplo que une a geração ao consumo. A diferença perceptível pelo consumidor residencial está no fato deste ser incluído na operação dessa rede praticamente em tempo real, ou seja, espera-se sua participação mais efetiva no sistema elétrico. Um dos meios projetados para obter esse efeito é através de incentivos tarifários, onde a variação do custo da energia motivaria o consumidor a mudar seus hábitos de consumo. Para participar desse sistema o consumidor residencial precisa adaptar suas instalações para operar de modo mais eficiente obtendo o máximo de energia com o menor custo. Não é sempre que a mudança de hábitos está no poder do consumidor, de modo que este precisa de meios para adaptar suas instalações elétricas a essa realidade. A adaptação envolve incorporar meios de armazenamento e gerenciamento de recursos energéticos a fim de que a instalação forneça os serviços energéticos no momento em que é necessário, independente do momento em que adquire os insumos necessários. Para isso é necessário, além dos meios de armazenamento de energia, um sistema autônomo de controle, posto que os consumidores residenciais não devem viver em função de suas instalações elétricas. Esse sistema autônomo seria composto por elementos automáticos derivados daqueles empregados na automação industrial nos circuitos de comandos elétricos. Dessa forma o objetivo deste trabalho é analisar o potencial de aplicação dos chamados dispositivos elétricos inteligentes (medidores e elementos de controle) na automação das instalações elétricas residenciais e sua possível interação com as redes inteligentes. / Electricity as an energy resource acquired vital importance in modern society because it allows relatively easily meet the demand for their services. Thus the demand for electricity increases with the evolution of populations who benefit from. The electrical system that produces this input is limited in its ability to available resources for generation, transmission and distribution. Roughly speaking this limit is set by the maximum power of the system. This maximum power can be achieved at certain times of the day, called peak hours and in most of the time the system is under utilized. Having the ability to control demand, you could use that excess capacity by transferring loads to more favorable times. For this there must be a coordinated action of many consumers to obtain operating results. Coordination would then be obtained through socalled smart grids that add functions and automation with various levels of complexity and constitute a very large system that binds generation to consumption. The noticeable difference is in the residential consumer of this fact be included in the operation of this network in near real time, or is awaiting more effective participation in the electrical system. One of the means designed to achieve this effect is through tariff incentives, where the variation of the energy cost would motivate consumers to change their consumption habits. To participate in this system the residential consumer needs to adapt its facilities to operate more efficiently by getting the maximum power at the lowest cost. It is not often that changing habits is the power of consumer, so it needs the means to adapt their electrical installations to this reality. Adaptation involves incorporating means for storing and managing energy resources so that the installation provides energy services at the time that is required, regardless of the time it purchases the necessary inputs. This requires, beyond the means of energy storage, as a control, given that residential consumers should not live according to their electrical out lets. This system would consist of standalone automatic elements derived from those used in industrial automation electrical control circuits. Therefore the aim of this work is to analyze the potential application of so-called smart electric devices (meters and control elements) in the automation of residential electrical installations and their interaction with the smart grid.

O uso de padrões de workflow para controle de fluxo em aplicações de e-Science resulta em maior produtividade por parte do cientista, permitindo que se concentre em sua área de especialização. Todavia, o uso de padrões de workflow para paralelização em grades permanece uma questão em aberto. Este texto apresenta uma arquitetura de baixo acoplamento e extensível, para permitir a execução de padrões com ou sem a presença de grade, de modo transparente ao cientista. Descreve também o Padrão Junção Combinada, que atende a diversos cenários de paralelização comumente encontrados em aplicações de e-Science. Com isso, espera-se auxiliar o trabalho do cientista, oferecendo maior flexibilidade na utilização de grades e na representação de cenários de paralelização. / The use of workflow control-flow patterns in e-Science applications results in productivity improvement, allowing the scientist to concentrate in his/her own research area. However, the use of workflow control-flow patterns for execution in grids remains an opened question. This work presents a loosely coupled and extensible architecture, allowing use of patterns with or without grids, transparently to the scientist. It also describes the Combined Join Pattern, compliant to parallelization scenarios, commonly found in e-Science applications. As a result, it is expected to help the scientist tasks, giving him or her greater flexibility in the grid usage and in representing parallelization scenarios.

Grade computacional é uma alternativa para melhorar o desempenho de aplicações paralelas, por permitir o uso simultâneo de vários recursos distribuídos. Entretanto, para que a utilização de uma grade seja adequada, é necessário que os recursos sejam utilizados de maneira a permitir a otimização de algum critério. Para isto, várias estratégias de escalonamento têm sido propostas, mas o grande desafio é extrair o potencial que os recursos oferecem para a execução de aplicações paralelas. Uma estratégia bastante usada em sistemas de escalonamento atuais é escalonar uma aplicação paralela nos recursos de um único cluster. Contudo, apesar da estratégia ser simples, ela é muito limitada, devido principalmente a baixa utilização dos recursos. Este trabalho propõe e implementa o sistema GCSE (Grid Cooperative Scheduling Environment) que provê uma estratégia de escalonamento cooperativo para usar eficientemente os recursos distribuídos. Os processos de uma aplicação paralela podem ser distribuídos em recursos de vários clusters e computadores, todos conectados a redes de comunicação públicas. GCSE também gerencia a execução das aplicações, bem como oferece um conjunto de primitivas que fornece informações sobre os ambientes de execução para o suporte à comunicação entre processos. Além disto, uma estratégia de antecipação de dados é proposta para aumentar ainda mais o desempenho das aplicações. Para realizar um bom escalonamento é preciso descobrir os recursos distribuídos. Neste sentido, o sistema LIMA (Light-weIght Monitoring Architecture) foi projetado e implementado. Este sistema provê um conjunto de estratégias e mecanismos para o armazenamento distribuído e acesso eficiente às informações sobre os recursos distribuídos. Além disto, LIMA adiciona facilidades de descobrimento e integração com o GCSE e outros sistemas. Por fim, serão apresentados os testes e avaliações dos resultados com o uso integrado dos sistemas GCSE e LIMA, compondo um ambiente robusto para a execução de aplicações paralelas. / Computing grid is an alternative for improving the parallel application performance, because it allows the simultaneous use of many distributed resources. However, in order to take advantage of a grid, the resources must be used in such a way that some criteria can be optimized. Thus, various scheduling strategies have been proposed, but the great challenge is the exploitation of the potential that the resources provide to the parallel application execution. A strategy often used in current scheduling systems is to schedule a parallel application on resources of a single cluster. Even though this strategy is simple, it is very limited, mainly due to low resource utilization. This thesis proposes and implements the GCSE system (Grid Cooperative Scheduling Environment) that provides a cooperative scheduling strategy for efficiently using the distributed resources. The processes of a parallel application can be distributed in resources of many clusters and computers, and they are all connected by public communication networks. GCSE also manages the application execution, as well as offering a primitive set that provide information about the execution environments for ensuring the communication between processes. Moreover, a data advancement strategy is proposed for improving the application performance. In order to perform a good scheduling, the distributed resources must be discovered. Therefore, the LIMA system (Light-weIght Monitoring Architecture) was designed and implemented. This system provides both strategy and mechanism set for distributed storage and efficient access to information about the distributed resources. In addition, LIMA offers facilities for resource discovering and integrating its functionalities both GCSE and other systems. Finally, the tests and result evaluations are presented with the integrated use of both GCSE and LIMA systems, composing a robust environment for executing parallel application.

Grades Computacionais (grid computing) já é uma realidade tanto no meio acadêmico quanto no meio empresarial. Seu uso se tornou popular principalmente devido à divulgação dos trabalhos nesta área e pela propaganda de produtos e softwares que oferecem essa idéia. Apesar disso, ambientes para o desenvolvimento de aplicações orientadas a objetos em Java para uma infra-estrutura de grid ainda é escasso. Algumas iniciativas oferecem bibliotecas para este desenvolvimento. Outras utilizam paradigmas diferentes, como o de passagem de mensagem, para o desenvolvimento de aplicações. Além disso, a própria infra-estrutura de grid, formada por diferentes domínios administrativos com diferentes políticas de segurança e uso, impede que as aplicações sejam executadas nos diversos níveis existentes no grid. Estes níveis, formados por computadores e clusters de computadores com nós de execução, possuem endereçamento privado, impossibilitando que as aplicações alocadas em cada um desses computadores/nós, em diferentes domínios e diferentes endereços, se comuniquem de forma transparente. Visando uma solução para esses problemas, esta tese apresenta um ambiente para programação orientada a objetos distribuídos e paralelos, em Java, denominado J4GE. Nesse ambiente, o modelo orientado a objetos é base para a distribuição das classes, métodos e atributos existente em uma aplicação. Além disso, o ambiente oferece transparência no acesso aos objetos espalhados pelo grid através de um Serviço de Mensagem, independente do nível onde o recurso, computador ou nó, se encontra. Essa transparência permite também que o programador utilize a plataforma Java sem a necessidade de aprender ou conhecer novas bibliotecas ou paradigmas, diminuindo o esforço no desenvolvimento de aplicações para grid. E, juntamente com os recursos da plataforma Java e do ambiente J4GE, é possível criar objetos distribuídos com comportamento paralelo e concorrente, trazendo maior eficiência para a execução da aplicação. / Grid computing is already a reality both in academic and business world. Its use has become popular mainly because of the projects in this area and the advertising of products and software that offer this idea. Nevertheless, environments for development of object-oriented applications in Java for grid infrastructure are still scarce. Some initiatives offer libraries for this development. Others use different paradigms such as the message-passing for development of applications. Moreover, the infrastructure of grid, formed by different administrative domain with different security policies, prevents the execution of applications at various levels in the grid. These levels, formed by computers and clusters of computers with execution nodes, have private addresses, make impossible the transparent communication of the applications allocated in each of these computers at different levels in different domains. Focused on these problems, this thesis presents an environment for distributed and parallel object-oriented programming in Java, called J4GE. In this environment, the object-oriented model is the basis for the distribution of classes, methods and attributes in an existing application. Moreover, the environment offers transparency in objects access around the grid through a Message Service, regardless the level where is the resource, or the computer, or the execution node. This transparency also allows the programmer to use the Java platform without knowing or learning new libraries or paradigms, reducing the effort in developing applications for grid. The resources of the Java platform and the environment J4GE together can create distributed objects with parallel and concurrent behavior, bringing greater efficiency to the application.

Escalonamento em Grid tem sido vastamente estudado devido à sua grande importância para o desempenho da Grid. Dada a sua complexidade, este é subdividido em escalonamento de recursos e de aplicações. A qualidade do escalonamento está relacionada ao algoritmo de escalonamento de tarefas. O presente trabalho tem como objetivo apresentar a metodologia AGSA (Analysis of Grid Scheduling Algorithms) para a comparação de algoritmos de escalonamento de tarefas em Grid. O intuito desta metodologia é analisar o comportamento e desempenho dos algoritmos em diversos cenários. O ambiente de simulação CEGSE (Characterization oriEnted Grid Scheduling Environment) foi desenvolvido para a criação e simulação destes cenários. Os estudos de caso comprovam a eficácia da metodologia. / Grid Scheduling has been studied because it is very important for Grid performance. Due Grid Scheduling\'s complexity, it is subdivided in resource and application scheduling. The quality of scheduling is related a tasks scheduling algorithm. The dissertation presents the AGSA (Analysis of Grid Scheduling Algorithms) methodology for comparison of Grid Scheduling Algorithms in Grid Computing. The methodology purpose is the behavior and performance analysis of algorithms in various scenarios. The CEGSE (Characterization oriEnted Grid Scheduling Environment) simulation environment is developed for this scenarios create and simulate. The case studies ratify the methodology efficiency.

Computação em grade tem se estabelecido como um importante paradigma de computação, por permitir lidar com grandes quantidades de cálculos e dados e a colaboração de participantes geograficamente distribuídos. Esses sistemas devem ser organizados de forma completamente distribuídas, com cada participante mantendo informações sobre outros participantes, e as informações necessárias ao funcionamento do sistema circulando pela rede de overlay resultante. Quando novas propostas de algoritmos, protocolos ou infraestruturas para a grade são apresentadas, sua avaliação efetiva implica considerar sua operação com uma grande quantidade de participantes, o que invariavelmente significa que simulações devem ser realizadas. Este trabalho apresenta um sub-sistema de simulação de redes de overlay integrado à plataforma de simulação de computação de grade GridSim, de forma a facilitar o estudo desse tipo de estruturas e o desenvolvimento de novas propostas de protocolos e algoritmos para seu uso em grades de computadores. A metodologia adotada resultou no desenvolvimento de um Java package no GridSim com classes e interfaces que representam os conceitos básicos de redes de overlay e da interface dos clientes com essas redes. A partir dele foi possível desenvolver protocolos para redes estruturadas e não estruturadas no simulador e simulá-los utilizando cenários de grade de dados. Com os resultados obtidos foi possível observar que, os protocolos implementados no simulador estão de acordo com o que é encontrado na literatura. / Grid Computing has been established as an important computing paradigm, since it allows dealing with a large quantity of computations and data and the collaboration of geographically distributed participants. Those systems must be organized in a completely distributed way, with each participant knowing about some other participants, and the needed information to the functioning system circulating through the resulting overlay network. When new algorithm proposals, protocols or infrastructures to the grid are presented, its evaluation implies to consider its operation with a large number of participants, which invariably means that simulations must be done. This work presents a subsystem of overlay network simulation integrated to the GridSim simulation platform, in order to facilitate the study of that type of structures and the development of new protocols and algorithms for use in grid computers. The adopted methodology led up to the development of a Java package with classes and interfaces that represent the basic concepts of overlay networks and of the clients interface with those networks. Using this package, it was possible for develop protocols to structured and non-structured networks in the simulator and simulate them using data grid scenarios. With the obtained results it was possible to observe that the implemented protocols in the simulator agree with what is found in the literature.

The increase in electric vehicles and photovoltaic power production may introduce problems to the low-voltage distribution grid. With a higher number of electric vehicles, their accumulated charging power might breach the lowest allowed voltage level of the grid. Photovoltaic-modules can on the other hand exceed the highest allowed voltage level, by producing high accumulated power when the solar irradiance is high. Normally, electric distribution companies in Sweden reinforce the existing grid with more resilient infrastructure, such as stronger and larger cables or transformer stations. This is however a costly and time-consuming solution, which could be solved by using alternative means such as already existing resources. This Master's Thesis investigates how smart charging of batteries can support the low-voltage electrical grid with the increase in electric vehicles and photovoltaic power production. To do this, an optimization tool has been developed in Matlab. An existing model of a low-voltage grid is combined with the developed tool, where controllable batteries and photovoltaic-modules can be placed at specific households in the grid. The controllable batteries belong to either electric vehicles or stationary battery systems, and are intended to support the grid by the means of either reducing peak load powers, voltage variations, or a trade-off between them. Furthermore, this thesis investigates the maximum electric vehicle capability for a specific low-voltage electrical grid in Sweden. From the results, it can be concluded that smart charging of batteries can reduce the peak loads as well as voltage variations. The reduction of voltage variations for the entire low-voltage grid is greatest during the summer, when photovoltaic production generally is at its highest. The results also show that a stationary battery system can reduce the voltage variations to a greater extent, compared to an electric vehicle. Also, the introduction of multiple controllable batteries allows further support of the low-voltage grid. Regarding the maximum electric vehicle capability, the results show that the placement of the vehicles and the charging power strongly affect the maximum number of electric vehicles the low-voltage grid can manage. / Ökningen av elbilar och elproduktion från solceller kan ge problem i lågspänningsnätet. Med ett ökat antal elbilar kan den sammanlagrade effekten vid laddning underskrida den minsta tillåtna spänningsnivån i nätet. Solpaneler kan däremot leda till att den högsta tillåtna spänningsnivån överskrids, genom att producera en hög sammanlagrad effekt när solstrålningen är som högst. Vanligtvis förstärker elnätsbolag i Sverige det befintliga nätet med motståndskraftigare infrastruktur, såsom kraftigare och större kablar eller transformatorstationer. Detta är dock en kostsam och tidskrävande lösning, som skulle kunna lösas med alternativa medel, till exempel redan existerande resurser. Detta examensarbete undersöker hur smart laddning av batterier kan ge stöd till lågspänningsnätet, med en ökning av elbilar samt solcellsproduktion. För att undersöka detta har ett optimeringsverktyg utvecklats i Matlab. En befintlig modell av ett lågspänningsnät har kombinerats med det utvecklade optimeringsverktyget, där styrbara batterier samt solcellsproduktion kan placeras vid specifika hushåll i elnätet. De styrbara batterierna är antingen elbilar eller stationära batterisystem, och är ämnade till att stödja lågspänningsnätet genom att antingen reducera effekttoppar, spänningsvariationer eller en kompromiss av båda. Vidare undersöker detta examensarbete det maximala antalet elbilar som ett specifikt lågspänningsnät i Sverige kan hantera. Resultaten visar att smart laddning av batterier kan reducera effekttoppar samt spänningsvariationer. Reduceringen av spänningsvariationerna för hela lågspänningsnätet visar sig vara högst under sommaren, vilket är då solcellsproduktionen generellt är som högst. Resultaten visar även att stationära batterisystem kan reducera spänningsvariationer ytterligare, jämfört med en elbil. Att introducera flera styrbara batterier tillåter ett ännu större stöd till lågspänningsnätet. Angående det maximala antalet av elbilar som ett lågspänningsnät kan hantera visade resultaten att placeringen av elbilarna samt laddningseffekten har en stor påverkan.

A transferência de gases através da interface ar-água em escoamentos turbulentos é um processo importante para diferentes sistemas ambientais. Para avançar no entendimento dos princípios básicos envolvidos no fenômeno é necessária a utilização de técnicas e aparatos experimentais adequados. Neste estudo, foi realizada simulação numérica e experimentos em tanque de uma e duas grades oscilantes. Para a configuração de duas grades, dados experimentais foram comparados com soluções analíticas, obtendo-se boa concordância. Quatro quantidades foram analisadas: energia cinética turbulenta, taxa de dissipação de energia, viscosidade turbulenta e escala de comprimento. Na configuração de uma grade oscilante, foram realizadas medidas de concentração através da utilização de micro sonda de oxigênio. Adicionalmente, foram realizadas medidas concomitantes de velocidade e concentração, próximas à interface, utilizando, respectivamente, as técnicas particle image velocimetry (PIV) e laser induced fluorescence (LIF). O uso combinado das técnicas PIV e LIF permite a obtenção direta do fluxo de massa através da interface ar-água. Os resultados qualitativos e quantitativos devem servir de auxílio para direcionar futuros desenvolvimentos na área. / Gas transfer across the air-water interface in turbulent flows is an important process for many environmental systems. To improve the understanding of the basic principles involved in this phenomenon it is necessary to use suitable apparatus and experimental techniques. In this study, experiments and numerical simulation were conducted in a tank with one and two oscillating grids. In the two-grids configuration, experimental data were compared with analytical solutions, obtaining good agreement. Four quantities have been evaluated: turbulent kinetic energy, dissipation rate, eddy viscosity, and length scale. In the one-grid configuration, a microprobe has been used for measurements of oxygen concentration. In addition, the velocity and concentration fields near the interface were measured simultaneously using the combined particle image velocimetry (PIV) - laser induced fluorescence (LIF) technique. With the combined PIV-LIF technique, the total mass flux across the air-water interface could be obtained directly. The qualitative and quantitative results should help guide future work at the subject.