[pt] O aumento da participação de fontes de energias renováveis variáveis (ERVs) na matriz elétrica do Brasil traz diversos desafios ao planejamento e à operação do Sistema Elétrico Brasileiro (SEB), devido à estocasticidade das ERVs. Tais desafios envolvem a modelagem e simulação dos processos intermitentes de geração e, dessa forma, um volume considerável de pesquisas tem sido direcionado ao tema. Nesse contexto, um tópico de crescente importância na literatura relaciona-se ao desenvolvimento de metodologias para simulação estocástica conjunta de recursos intermitentes com características complementares, como, por exemplo, as fontes eólica e solar. Visando contribuir com essa temática, este trabalho propõe melhorias a um modelo de simulação já estabelecido na literatura, avaliando sua aplicabilidade a partir de dados do Nordeste brasileiro. A metodologia proposta baseia-se em discretização das séries temporais de energia aplicando a técnica de machine learning k-means, construção de matrizes de transição de estados com base nos clusters identificados e simulação de Monte Carlo para obtenção dos cenários. As séries sintéticas obtidas são comparadas aos resultados gerados pelo modelo já estabelecido na literatura a partir de técnicas estatísticas. Quanto ao alcance dos objetivos da pesquisa, a modelagem proposta se mostrou mais eficiente, gerando cenários que reproduziram satisfatoriamente todas as características dos dados históricos avaliadas. / [en] The increased participation of variable renewable energy sources (VRES) in Brazil s electricity matrix brings several challenges to the planning and operation of the Brazilian Power System (BPS), due to the VRES stochasticity. Such challenges involve the modeling and simulation of intermittent generation processes and, in this context, a considerable amount of research has been directed to the theme. In this context, a topic of increasing importance in the literature is related to the development of methodologies for joint stochastic simulation of intermittent resources with complementary characteristics, such as wind and solar sources. Aiming to contribute to this theme, this work proposes improvements in a simulation model already established in the literature, evaluating its applicability based on Brazilian Northeast data. The proposed methodology is based on the discretization of energy time series applying the kmeans machine learning technique, construction of state transition matrices based on the identified clusters, and Monte Carlo simulation to obtain the scenarios. The synthetic series obtained are compared to the results generated by the model already established in the literature from statistical techniques. Regarding the scope of the research objectives, the proposed modeling demonstrated more promising results, generating scenarios that satisfactorily reproduced all the evaluated characteristics of the historical data.

[pt] Detectores de fótons únicos baseados em fotodiodo avalanche (SPADs) são elementos essenciais em aplicações que requerem alta sensibilidade, como comunicações quânticas. É proposto um método para caracterização em tempo real da eficiência de detecção e das probabilidades de contagem de escuro e de pós-pulsos em SPADs através da análise da estatística de tempos entre detecções consecutivas utilizando instrumentação simples com o detector sob condições de operação. O método é então aplicado no monitoramento dos detectores utilizados em um sistema de distribuição quântica de chaves, motivado pela falha de segurança que imperfeições apresentadas pela tecnologia atual de detecção podem acarretar. Em especial, os ataques after-gate e time-shif são implementados e analisados. Uma simulação através do método de Monte-Carlo de um detector de fótons únicos composto por uma associação de diversos SPADs ativados serialmente e precedidos por uma chave óptica ativa é apresentada, visando otimizar a performance de detecção com tecnologia atual no tangente à frequência de gatilho. É reportada ainda a interferência estável entre fótons provenientes de fontes laser atenuadas totalmente independentes, cuja visibilidade é monitorada ao longo do tempo para um enlace implementado sobre duas bobinas de 8,5 km com controle ativo de polarização, passo importante para a tecnologia de repetidores quânticos e para o protocolo para distribuição quântica de chaves independente do aparato de medição. Um medidor de estados de Bell é implementado, utilizando-se óptica linear, com a resposta do sistema verificada para diferentes combinações dos estados preparados em duas estações remotas conectadas à estação central de medição através do canal estabilizado. / [en] DetecSingle-photon detectors based on avalanche photodiodes (SPADs) are key elements in ultra-sensitive applications, such as quantum communication. This thesis presents a method for real-time characterization of the overall detection efficiency, afterpulse and dark count probabilities, based on the analysis of the statistics of times between consecutive detections with simple instrumentation under operational condition. The method is employed for monitoring the SPADs on a quantum key distribution system, to prevent security failures due to side-channel attacks caused by current technology loopholes. The after-gate and time-shift attacks are implemented and analyzed. A Monte-Carlo simulation of a serially-activated association of SPADs, preceeded by an active optical switch, is performed for enhancement of the gating frequency performance with detectors based on current technology. The stable interference between photons from two independent faint laser sources is also reported, with visibility stability monitored over time after an optical link composed by two polarization-controlled 8.5-km fiber spools, a key features for quantum repeater and the measurement device independent quantum key distribution protocols. A Bell states analyzer is implemented with linear optics, and its response is verified for different combination of polarization states received from the remote stations through the stabilized channels.