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[en] KNOWLEDGE BASED FOR HYDROELECTRIC MACHINES DIAGNOSIS / [pt] SISTEMA DE CONHECIMENTO PARA DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS HIDROGERADORASLUCIANO R CHAGAS COSTA JUNIOR 18 September 2006 (has links)
[pt] O Sistema elétrico brasileiro é baseado quase que
integralmente em energia produzida por Usinas
Hidroelétricas. Estas Máquinas Hidroelétricas possuem um
comportamento diferenciado das máquinas turbo geradoras,
cujo comportamento já foi identificado e classificado em
pesquisas anteriores. Este trabalho investiga o uso de um
Sistema baseado em Conhecimento para o diagnóstico precoce
de falhas em Máquinas Hidrogeradoras, visando redução de
custos advindos principalmente de paradas operacionais não
necessárias na máquina para manutenção. O sistema foi
criado com informação obtida a partir dos seguintes meios:
sistemática de manutenção executada nas Usinas
Hidroelétricas, através de entrevistas à equipe
responsável pela manutenção da usina de Furnas (MG); da
identificação do comportamento eletromecânico da máquina;
e do estudo de casos. O Sistema é capaz de identificar, a
partir dos sensores localizados nas máquinas, eventuais
falhas, permitindo executar paradas programadas de maneira
otimizada. Foi criado um protótipo de um sistema
computacional baseado em Conhecimento implementando tal
modelo de forma bem flexível. A modelagem criada, a
implementação do protótipo computacional e,
principalmente, a explicação do raciocínio empregado,
agregado com a possibilidade da modificação do
conhecimento através da aquisição automática, são
contribuições inovadoras deste trabalho. É descrito o
Domínio do Problema de diagnosticar falhas em Máquinas
Hidrogeradoras, identificado durante análise das
informações coletadas da equipe de manutenção na usina de
Furnas e de especialistas no comportamento eletromecânico
das máquinas.
É descrito também o modelo simbólico criado,
representativo do domínio, utilizando interface projetada,
visando a implementação prática nas usinas. É apresentado
uma solução de desacoplamento das informações advindas dos
sensores eletromecânicos da máquina e o sistema, através
de módulo baseado em Lógica Nebulosa (Fuzzy Logic) que
converte as informações numéricas em informações
simbólicas compreendidas pelo sistema de diagnóstico,
permitindo o uso do sistema, sem alteração em máquinas que
possuam características diversas. Finalmente, é
apresentada a metodologia de testes adotada para validação
do modelo implementado através da simulação de dados de
vibração e oscilação, cujo relacionamento com eventuais
falhas é parcialmente conhecido, assim como uma conclusão
sobre a viabilidade e praticidade de um modelo simbólico
na solução do diagnóstico das máquinas hidrogeradoras.
Durante o desenvolvimento da tese verificou-se que o
conhecimento sobre falhas em Máquinas Hidrogeradoras ainda
não está consolidado e que então, um Sistema baseado em
Conhecimento com aquisição de conhecimento automático
mostra-se uma excelente ferramenta de modelagem para os
especialistas. / [en] The Brazilian Electrical Energy supply is almost entirely
based on the energy produced by the Hydroeletric Power
Station Machines. These Hydroeletric Machines own
particular behavior in comparison to the turbogenerator
behavior. This work investigates the use of Knowledge
based system Hydroeletric Machines fault diagnosis. The
system was modeled using information obtained by: the
maintenance s systematic executed Hydroeletric Power
Stations, though Furnas (Minas Gerais) maintenance team
interviews; the Machine electromechanical behavior; and a
Case Based study. The system is able to identify, from
machine located sensors data analysis, eventual faults,
allowing the execution of programmed operational
interrupts in the machine in a optimized manner. A
computational prototype and, mainly, the interface explain
engine in addition to the knowledge modification through
acquisition, are the innovative contributions of this work.
The machine fault diagnosis problem domain is described,
identified in the information, collected from the
maintenance team and the electromechanical behavior
experts, analysis. It is also described the projected
symbolic model, the domain representation, using graphical
and friendly interface, aiming its practical
implementation in real Power Stations. It is shown a
sensor information detach solution, through a Fuzzy Logic
based module which converts the numerical data in a
symbolic one, known by the diagnosis system, allowing its
use, without any modification, in a sort of different
machines. Finally, it is shown the test methodology
adopted for the prototype validation through oscillation
data simulation, which relationship with machine faults is
partially known, and the symbolic model praticality and
feasibility in the Hidrogenerator Diagnosis solution.
Through the thesis development, it was verified that the
Hydrogenerator fault knowledge wasn t still consolidated.
So, the Knowledge Based system with knowledge acquisition
became an excelent modeling tool for the domain experts.
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[en] MERCURY-SELENIUM INTERACTION: AN INTEGRATED APPROACH OF MERCURY EXPOSURE IN RIPARIAN POPULATIONS AT PORTO VELHO MUNICIPALITY, RONDÔNIA STATE / [pt] INTERAÇÕES MERCÚRIO-SELÊNIO: UMA ABORDAGEM INTEGRADA DE AVALIAÇÃO DE EXPOSIÇÃO AO MERCÚRIO EM POPULAÇÕES RIBEIRINHAS NO MUNICÍPIO DE PORTO VELHO, RONDÔNIACLAUDIA MARIBEL VEGA RUIZ 28 July 2016 (has links)
[pt] O mercúrio na Amazônia brasileira tem sido estudado devido à ocorrência de garimpo de ouro, que é uma atividade que aumenta a carga do mercúrio neste ecossistema. A forma mais tóxica deste elemento é o metil mercúrio, que é um potente neurotóxico com propriedade de atravessar a barreira placentária e afetar o desenvolvimento do feto com consequências irreversíveis para o recém-nascido. As populações ribeirinhas da Região Amazônica têm como principal fonte de proteína a ingestão de peixe, que dependendo do seu nível trófico podem constituir uma importante fonte de metil-mercúrio para estas populações. Embora atividades como o garimpo tenham diminuído nos últimos anos, os projetos de desenvolvimento, na região Amazônica, podem aumentar os níveis de Hg incorporados na cadeia trófica em forma de metil mercúrio. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a exposição de Hg (matriz sangue e cabelo), na etapa de pré-enchimento do reservatório de uma hidrelétrica no rio Madeira, com foco principal na saúde infantil, em duas comunidades ribeirinhas, localizadas nas áreas de influência direta e indireta da usina hidrelétrica. A avalição da exposição ao mercúrio foi analisada junto a outras variáveis importantes, como as concentrações de Se no sangue, dieta, parâmetros bioquímicos, antropométricos e pressão arterial, com o intuito de gerar uma informação baseline para comparações futuras dos padrões de exposição após do estabelecimento da usina. Os resultados apontaram que não existe uma diferença significativa entres as condições de saúde gerais entre ambas as comunidades estudadas, que os parâmetros avaliados (PA, IMC, hemograma geral, etc) estão dentro dos valores normais para crianças saudáveis. Porém, na exposição ao Hg e Se, os resultados apresentaram diferenças significativas observando exposição mais alta de ambos os elementos na RESEX Cuniã em comparação com Belmonte e, evidenciou-se também, um padrão sazonal na exposição a estes elementos, sendo as concentrações do Hg mais altas na seca ao contrário do observado no Se cuja maior exposição se observou na época de cheia. Observaram-se indícios que a ingestão do Se poderia representar um fator de proteção na exposição ao Hg. Este estudo gerou informações para os programas de vigilância em saúde infantil do Ministério da Saúde, para a avaliação do impacto na saúde em áreas de projetos hidrelétricas. / [en] In the Brazilian Amazon, mercury has being studied due to Artisanal small scale gold mining (ASGM) activities in this area, which increases mercury inputs in this ecosystem. The most toxic form of this element is methyl mercury, which is a potent neurotoxic capable of going through the placental barrier, therefore affecting the fetus development causing irreversible damage in the new born. Riparian populations have a fish-based diet, and depending on the fish trophic levels ingested, this could represent a significant source of methylmercury for these populations. Even though ASGM has been reduced in the last few years, the new projects for economic development could increase the incorporation of Hg-levels into trophic chain as methylmercury. This study assess mercury exposure (blood and hair), during the flooding stage of the hydroelectric power plant at the Madeira river, with focus in children s health of two riparian communities located downstream of the reservoir in areas influenced by the hydroelectric plant in both a direct and an indirect way. In the Hg exposure assessment are included other important factors such as blood Se-levels, diet, hemogram, blood pressure and anthropometric measures. In order to create a baseline information for future monitoring and exposure patterns surveillance plan, to assess health impact in the riparian communities located in this area, after commissioning of the hydroelectric power plant. The results point out, that the values of the health parameters (blood pressure, BMI, hemogram) assessed, were within the normal values for healthy children, and there wasn t significance difference between the communities in the general health conditions. However, about Hg and Se exposure, both elements levels showed significant difference between the two communities. Hg and Se concentrations were higher at RESEX Cuniã.. It was also observed a seasonal pattern in the exposure of these elements. Hg levels were higher during dry season, different from Se levels, that were higher during the wet seasons. It was also observed possible evidence that intake of Se could represent a protector factor on Hg exposure. The information reported in this study, will contribute to the children’s health surveillance programs of the Ministry of Health, for assessment on health impact, in areas where hydroelectric power plant are established.
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[en] MODEL FOR SELECTING SITES FOR PUMPED STORAGE IMPLEMENTATION: AN APPROACH BASED ON GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM / [pt] MODELO PARA SELEÇÃO DE LOCAIS PARA A IMPLANTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS REVERSÍVEIS: UMA ABORDAGEM BASEADA EM SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICALUIZ RODOLPHO SAURET CAVALCANTI DE ALBUQUERQUE 23 June 2022 (has links)
[pt] A recente expansão das fontes renováveis para geração de energia elétrica
decorre do encarecimento dos combustíveis fósseis e da preocupação com impactos
ambientais e mudanças climáticas, assim como de avanços tecnológicos e da queda
de seus custos de implantação. Entretanto, a natureza intermitente e sazonal dos
recursos naturais, como vento e irradiação solar, pode afetar a operação do sistema
elétrico. Uma alternativa para dar equilíbrio à carga do sistema, proporcionando
ainda outros benefícios, é o armazenamento de energia. Uma tecnologia de larga
escala para armazenamento é a de bombeamento hidráulico por meio de usinas
hidrelétricas reversíveis (UHR), que oferecem mais eficiência, tempo de resposta
mais rápido e vida útil mais longa que outras alternativas. Tendo em vista as lacunas
teóricas no campo acadêmico, a dissertação propõe um modelo para identificação
de locais potenciais para implantação dessas usinas, com o auxílio de ferramentas
de sistema de informação geográfica e de formulações matemáticas que consideram
critérios fisiográficos, energéticos, econômicos e socioambientais. Partindo de uma
abordagem baseada no conceito de geomorphons combinada com soluções de um
problema de otimização, o modelo proposto tem por objetivo definir uma
formulação que busque minimizar os custos de construção de uma UHR. A
demonstração da aplicabilidade do modelo é feita em torno do reservatório da UHE
Sobradinho, e os resultados são discutidos a partir da comparação dos locais
selecionados e dos custos obtidos. Pode-se concluir que é possível identificar
potenciais locais para implantação de UHR a partir desse modelo, o que pode
beneficiar agentes de planejamento do setor elétrico, bem como empresas que
estejam interessadas em investir nesta tecnologia. / [en] The expansion of the use of renewable sources for electricity generation in
recent years is a result of the increase of fossil fuels costs and the growing concern
with climate change and the impacts on the environment, as well as technological
advances and the reduction in their implementation costs. However, the availability
of some natural resources for renewable energy matrices, such as wind and solar
irradiation, has an intermittent and seasonal nature, which may affect the electrical
system operation (CANALES et al., 2015; KELMAN & HARRISON, 2019).
One of the alternatives to balance the system load is energy storage, which
offers benefits to the electricity provision (ancillary services, for example) and
regulates the frequency in times of high demand with low energy supply from
renewables, contributing with the necessary inertia so that demand does not change
instantly (BARBOUR et al., 2016).
The most widely large-scale technology used for storage in the world is
hydraulic pumping through pumped storage hydropower – PSH (GUITTET et al.,
2016; IHA, 2018). Compared to other technologies, it provides a solution with high
efficiency, faster response time and longer useful life (REHMAN et al., 2015). The
operation of the plants is characterized by the pumping of water from a lower
reservoir for its accumulation in an upper reservoir for energy generation in periods
of high demand (BARBOUR et al., 2016).
Energy storage alternatives are already on the agenda in the Brazilian energy
sector as an option to ensure the system development in an economic and
sustainable manner. In the 2030 Ten-Year Energy Expansion Plan (EPE, 2021b),
PSH is highlighted as one of the resources to expand the offer for rush hour demand
response. EPE understands that preliminary studies are an important step to support
the sector s planning and guide the definition of regulatory aspects, which do not
yet exist, related to the systemic benefits of this type of solution.
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[en] PROPOSAL OF PUBLIC POLICIES FOR INSERTING PUMPED STORAGE HYDROELECTRIC PLANTS IN BRAZIL: A MULTICRITERIA APPROACH / [pt] PROPOSIÇÃO DE POLÍTICAS PÚBLICAS PARA INSERÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS REVERSÍVEIS NO BRASIL: UMA ABORDAGEM MULTICRITÉRIOGUILHERME VIEIRA COSENTINO 21 November 2022 (has links)
[pt] A inserção de sistemas de armazenamento de energia é uma tendência global
observada no cenário de diversificação energética de vários países no mundo.
Considerando a predominância da geração hídrica centralizada na matriz elétrica brasileira,
as Usinas Hidrelétricas Reversíveis possuem uma tendência à utilização dentro do Sistema
Interligado Nacional (SIN). Entretanto, tal processo de inserção deve considerar as
possíveis alterações no marco regulatório advindas de novas políticas regulatórias para o
setor elétrico brasileiro. A seleção destas políticas deve considerar diversos critérios e
várias dimensões. Além disso, a política escolhida deve considerar uma Análise de Impacto
Regulatório para sua efetividade. O objetivo principal desta dissertação é propor um
modelo de seleção e avaliação dessas políticas, utilizando um processo de análise de
impacto regulatório (AIR), com o auxílio de métodos multicritério de apoio à decisão
(MCDM). O modelo definido foi proposto em seis etapas: definição do problema
regulatório; determinação do framework regulatório; mapeamento das alternativas de ação;
análise benefício-custo conduzida com o método AHP; seleção da política preferida com o
método fuzzy-TOPSIS e monitoramento e avaliação desta política. A modelagem foi
aplicada para as seguintes cinco políticas definidas: criação de um mercado de capacidade;
criação de um mercado de flexibilidade; implementação de um leilão multiatributos;
implementação de um leilão de capacidade; e adoção de uma política de incentivos. Os
resultados foram comparados com algumas referências, confirmando a aplicabilidade da
metodologia e indicando que o desenvolvimento do modelo proposto preencheu lacunas
na literatura referente às aplicações de abordagem multicritério para políticas energéticas. / [en] The insertion of the energy storage systems is a global trend observed in the energy
diversification scenario of several countries in the world. Considering the predominance of
centralized hydroelectric generation in the brazilian electric matrix, Pumped Storage
Hydroelectric Plans tend to be used within the National Interconnected System (SIN).
However, such insertion process must consider the new changes in the regulatory
framework arising from Brazilian regulatory policies for the sector. The selection of these
policies must consider several and several dimensions. In addition, the chosen policy must
consider a Regulatory Impact Analysis for its own. The main objective of this dissertation
is to propose a model for the selection and evaluation of these policies, using a Regulatory
Impact Analysis (RIA) process, with the aid of multicriteria decision making methods
(MCDM). The defined model was proposed in six stages: definition of the regulatory
problem; determination of the regulatory framework; mapping of action alternatives;
benefit-cost analysis with the AHP method; selection of preferred policy with the fuzzyTOPSIS method and monitoring and evaluation of this policy. The modeling was applied
to the following five policies: creating a capacity market; creation of a flexibility market;
implementation of a multi-attribute auction; implementation of a capacity auction; and
adoption of an incentive policy. The policies were compared with some references,
confirming the applicability of the methodology and indicating the development of the
proposed model, gaps in the literature regarding the applications of multicriteria for energy.
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[pt] AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA ESPAÇO-TEMPORAL DE SISTEMAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA HIDRELÉTRICA / [en] SPATIO-TEMPORAL LIFE CYCLE ASSESSMENT OF HYDROELECTRIC POWER GENERATION SYSTEMSVANESSA CARDOSO DE ALBUQUERQUE 09 July 2024 (has links)
[pt] Considerando a importância estratégica dos sistemas de geração de energia
hidrelétrica na matriz energética do Brasil, o objetivo desta dissertação é propor
e aplicar um modelo de avaliação do ciclo de vida (ACV) espaço-temporal
desses sistemas. A metodologia compreende: (i) pesquisa bibliográfica e
documental sobre os temas centrais da pesquisa; (ii) desenvolvimento do modelo
conceitual de avaliação do ciclo de vida espaço-temporal de sistemas
hidrelétricos de geração de energia; (iii) estudo empírico referente à aplicação do
modelo proposto na Usina Hidrelétrica Sinop, localizada no estado do Mato
Grosso, Brasil. O principal resultado é um modelo de ACV espaço-temporal,
validado empiricamente por sua aplicação na referida usina hidrelétrica. Ao
integrar parâmetros temporais e espaciais em um novo framework de ACV para
sistemas de geração de energia hidrelétrica no Brasil, a aplicação do modelo
proposto fornece uma avaliação mais completa e precisa dos impactos
ambientais desses sistemas, contribuindo assim para o desenvolvimento de
políticas e estratégias mais sustentáveis no setor energético brasileiro. Poderá
auxiliar nos processos de tomada de decisão relacionados a novos
empreendimentos de geração de energia hidrelétrica, incluindo a definição de
metas para minimizar danos ambientais e à saúde humana durante a implantação
e operação desses empreendimentos. Ao fornecer novas informações de
inventário do ciclo de vida de sistemas de energia hidrelétrica, esta dissertação
também contribuirá para o Banco Nacional de Inventários do Ciclo de Vida
(SICV Brasil). / [en] Considering the strategic importance of hydroelectric power generation
systems in Brazil s energy matrix, the objective of this dissertation is to propose
and apply a space-time life cycle assessment (LCA) model for these systems.
The methodology comprises (i) bibliographic and documentary research on the
central themes of the research, (ii) development of a conceptual model for the
spatiotemporal LCA of hydroelectric power generation systems, and (iii) an
empirical study focusing on the application of the proposed model in the Sinop
Hydroelectric Power Plant, located in the state of Mato Grosso, Brazil. The main
result is a spatial-temporal LCA model that was empirically validated by its
application in the referred hydroelectric power plant. By integrating temporal
and spatial parameters into a new LCA framework for hydroelectric power
generation systems in Brazil, the proposed model provides a more
comprehensive and accurate assessment of the environmental impacts of these
systems, thus contributing to the development of more sustainable policies and
strategies in the Brazilian energy sector. This may assist in decision-making
processes related to new hydroelectric power generation projects, including the
definition of goals to minimize environmental and human health damage during
the implementation and operation of these projects. By providing new life cycle
inventory information for hydroelectric power systems, this dissertation will also
contribute to the National Life Cycle Inventory Database (SICV Brazil).
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