[pt] Nos últimos anos tem havido uma grande modificação da matriz elétrica brasileira, como se pode comprovar ao avaliar os recentes Planos de Expansão de Energia – PDE elaborados pela EPE. Houve um grande investimento em usinas eólicas e fotovoltaicas e uma redução no número de hidroelétricas construídas e planejadas. Além disso, as recentes crises hidrológicas podem sinalizar que a alteração climática, associada a intensificação dos ciclos naturais de bloqueios atmosféricos (ENOS), pode reduzir a geração hidráulica. Com maiores investimentos em usinas eólicas e solares (fontes não controláveis) em larga escala, será necessário dispor de formas para garantir o atendimento à demanda. Essa garantia poderá se dar por meio de mais geração termoelétrica a combustível fóssil, que pode ser reduzida com a implantação de Sistemas de Armazenamento de Energia (SAEs). Assim, a variabilidade de produção de energia das fontes intermitentes precisa ser coberta com recursos que aumentem a flexibilidade operativa. E dessa forma, o interesse maior da pesquisa visou utilizar métodos de análise multicritério de apoio à decisão com base na avaliação do desempenho dos SAEs considerando diversos atributos técnicos, econômicos e socioambientais para selecionar aqueles mais adequados para o suporte de grade na transmissão e distribuição e de gerenciamento de energia elétrica (num sistema hidrotérmico que vai ser cada vez mais complexo de operar com a entrada de grandes plantas de geração renovável intermitente). Foi selecionado o modelo AHP Fuzzy TOPSIS para essa avaliação por facilitar avaliações subjetivas, como aquelas associadas aos aspectos socioambientais e por sua maior transparência numa discussão multidisciplinar e com diversos interlocutores. O resultado mostrou a eficácia da metodologia adotada para a ordenação e seleção das melhores soluções para armazenamento de energia elétrica. / [en] In recent years there has been a major change in the Brazilian electrical matrix, as can be seen when evaluating the last Energy Expansion Plan (PDE 2002) prepared by EPE. There was a large investment in wind and photovoltaic plants, and a reduction in construction and even in the planning of new hydroelectric plants. Associated with this change, it is important to highlight the observation of climate change effects in its hydrographic basins in the last ten years. A long period of drought was noticed, which started in 2012 and lasted until 2019, being an even more serious event than the worst drought ever recorded in Brazilian basins. This fact resulted in the hiring of emergency thermal plants to meet demand in 2022. This hydrological crisis is already a sign that climate change, associated with the intensification of natural cycles of atmospheric blockages (ENSO), can reduce hydraulic generation. And with greater investments in large-scale in the wind and solar plants, it will be necessary to have more thermoelectric generation using fossil fuel to support the intermittence of these renewables, an operation that can be reduced with the implementation of Energy Storage Systems (ESSs). Resources with operational flexibility that can mitigate the increasing variability of the production of renewable sources in electrical matrices will contribute to balancing the load and regulating the frequency. Thus, ESS can reduce the effects of the irregularity of renewable production and help transmission networks to meet demand at peak consumption hours (EPE, 2018), maintain electrical system frequency stability, and optimize the economic performance of generation systems, avoiding activation of less competitive resources such as fossil fuel thermoelectric plants (EPE, 2018). Several countries have already started to invest in pumped storage hydropower (PSH) to enable the intermittent renewable generation and reduce emissions (China and Europe, IDB, 2021).

[pt] O planejamento da expansão da transmissão (PET) visa identificar novos reforços para a rede, permitindo uma conexão tecnicamente adequada entre demanda e geração de energia elétrica, ambas previstas para um determinado horizonte de planejamento. Um bom plano de expansão deve garantir o equilíbrio entre os custos de investimento e operação, mantendo um nível satisfatório de segurança no fornecimento de energia elétrica. Entretanto, a identificação de bons planos de expansão para o PET tem se tornado uma tarefa cada vez mais difícil. Isso se deve, principalmente, às características e dimensões dos sistemas atuais, a não linearidade e natureza combinatória do problema de otimização e às incertezas presentes nos dados. Os erros de previsão, a indisponibilidade de equipamentos e a disponibilidade dos recursos naturais são parâmetros que variam de forma aleatória e inserem um alto grau de incerteza nos sistemas elétricos, o qual aumenta proporcionalmente com o horizonte de planejamento. Uma das incertezas mais relevantes a ser gerenciada nas próximas décadas será a capacidade de geração oriunda de fontes renováveis, em particular as eólicas, devido à sua grande variabilidade. A utilização de dispositivos de armazenamento permitirá melhor aproveitamento dessas fontes e, portanto, torna-se necessário o desenvolvimento de ferramentas computacionais capazes de considerar tais dispositivos no problema PET. Esta dissertação apresenta uma nova metodologia de apoio ao problema PET inserindo armazenadores de energia elétrica para aumentar o aproveitamento de fontes renováveis no sistema. Isso, respeitando as restrições de segurança da rede, acompanhando à curva de demanda e levando em consideração as variáveis operativas destes dispositivos. A possibilidade de incluir sistemas de armazenamento de energia elétrica é avaliada através de uma análise custo-benefício. A metodologia proposta é aplicada a um sistema teste, submetido a diversas condições operativas, e os resultados obtidos são amplamente discutidos. / [en] The transmission expansion planning (TEP) aims at identifying new reinforcements for the network, allowing a technically adequate connection between demand and generation of electric energy, both foreseen for a given planning horizon. A good expansion plan must ensure a balance between investment and operating costs, while maintaining a satisfactory level of security of the electric energy supply. However, identifying good expansion plans for TEP has become an increasingly difficult task. This is mainly due to the characteristics and dimensions of the current systems, the nonlinearity and combinatorial nature of the optimization problem, and the uncertainties present in the data. Forecasting errors, equipment unavailability, and the availability of natural resources are parameters that vary in a random way and insert a high degree of uncertainty in the electrical system, which proportionally increases with the planning horizon. One of the most relevant uncertainties to be managed in the upcoming decades will be the generation capacity from renewable sources, particularly wind power, due to its great variability. Storage devices will allow better use of these sources and, therefore, it becomes necessary to develop computational tools capable of considering such devices in the TEP problem. This dissertation presents a new methodology to support the TEP problem by inserting electric energy storage to increase the use of renewable energy in the system, while respecting the security restrictions of the network, following the demand curve and taking into account the operational variables of these devices. The possibility of including electric energy storage systems is evaluated through a costbenefit analysis. The proposed methodology is applied to a test system, subject to various operating conditions, and the obtained results are widely discussed.

Considerando condições anormais que o Sistema Elétrico de Potência (SEP) está sujeito, a proteção de seus elementos é um tópico importante. Dentre os equipamentos a serem protegidos, destacam-se os geradores devido a representarem elevado custo de investimento e estarem sujeitos a multas por paradas não programadas. Desta forma, com base em pesquisa bibliográfica, observa-se que não existem estudos abrangentes para a proteção individual de máquinas síncronas aplicadas à geração eólica. Além disso, considerando o contexto das smart grids, a presença de baterias e a possibilidade da operação ilhada podem alterar a dinâmica das situações de falta. Portanto, faz-se necessário um estudo do comportamento dos aerogeradores em situações de falha, sabendo que o esquema de proteção depende do tipo de gerador e da maneira como este está conectado ao SEP. Neste sentido, esta pesquisa propôs incluir uma bateria para operar com um gerador eólico de velocidade variável de forma complementar, suavizando a potência de saída e tornando o sistema de conversão de energia eólica forte o suficiente para operar no modo ilhado. A metodologia estabelece vários tipos de falhas para investigar o comportamento da turbina eólica em tais condições. Para realizar as simulações de falta, foi utilizado um simulador digital de tempo real (RTDS®). Com base nisso, um esquema composto por funções de proteção convencionais foi especificado e testado usando o software MATLAB®. Além disso, simulações em laço fechado foram realizadas com relés comercial e universal. Os resultados obtidos com o esquema proposto são bastante promissores. / Considering abnormal conditions to which the Electric Power System (EPS) may be subjected, the protection of its elements is an important topic. Among the equipments to be protected, the generators are highlighted, because they represent a high investment cost and are subjected to penalties for unscheduled stoppages. Hence, based on literature, it is observed that there are no comprehensive studies and standards for individual protection of Synchronous Generators (SGs) applied to Wind Energy Conversion System (WECS). Furthermore, considering the smart grids context, the presence of batteries and the possibility of island operation may change the dynamic of fault situations. Therefore, it is necessary to study and analyse the behavior of wind turbines in fault situations, knowing that the protection scheme is dependent on the generator type and the way it is connected to the EPS. In order to study these issues, this research proposed to include a battery to operate with a full-variable speed wind generator in a complementary way, smoothing the output power and making the WECS strong enough to operate in the island mode. The methodology establishes several fault types to investigate the wind turbine behavior in such conditions. In order to conduct the fault simulations, a real time digital simulator (RTDS®) was used. Based on this, a scheme composed by conventional protection functions were specified and tested using the MATLAB® software. Furthermore, hardware-in-the-loop simulations were performed with commercial and universal relays. Very good results in favor of the proposed scheme are presented.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-03T13:28:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Utilizacaosistemaarmazenamento.pdf: 3451876 bytes, checksum: edaeb85b48d171ba728f367396b2445e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-03T13:28:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Utilizacaosistemaarmazenamento.pdf: 3451876 bytes, checksum: edaeb85b48d171ba728f367396b2445e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-03T13:28:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Utilizacaosistemaarmazenamento.pdf: 3451876 bytes, checksum: edaeb85b48d171ba728f367396b2445e (MD5) Previous issue date: 2018-08-16 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A presente dissertação propõe o gerenciamento ótimo da demanda de refrigeração de uma rede de distribuição universitária para promover maior economia e eficiência energética utilizando a inercia térmica de salas de aula climatizadas como elemento armazenador de energia térmica e geração fotovoltaica. O método proposto considera a variação horária da temperatura ambiente influenciando a variação da temperatura interna das salas de aula e o consumo de energia ao longo do dia, sabendo que a unidade consumidora é tarifada no modelo Horo-Sazonal Verde. A análise das cargas da unidade consumidora leva a concluir que a maior parte da energia consumida é destinada a algum tipo de carga de refrigeração, sobretudo a climatizadores de ambiente, assim, considerar a gestão deste tipo de cargas no contexto das redes inteligentes (Smart Grids) é uma maneira coerente de impactar positivamente no aumento da eficiência energética. O gerenciamento pelo lado da demanda é realizado com base em Algoritmo Genético e os resultados comprovam a eficácia do método proposto em equilibrar o gerenciamento energético e promover um aumento considerável na economia com os gastos de energia. / The present dissertation proposes the optimal management of the refrigeration demand of a university distribution network to promote greater economy and energy efficiency using the thermal inertia of air-conditioned classrooms as storage element of thermal energy and photovoltaic generation. The proposed method considers the hourly variation of the ambient temperature influencing the variation of the internal temperature of the classrooms and the consumption of energy throughout the day, knowing that the consumer unit is charged in the green model. The analysis of the loads of the consumer unit leads to the conclusion that most of the energy consumed is destined to some kind of refrigeration load, especially to ambient air conditioners, thus, to consider the management of this type of loads in the context of intelligent networks is a coherent way of positively impacting on increasing energy efficiency. Demand side management is based on Genetic Algorithm and the results prove the effectiveness of the proposed method in balancing the energy management and promoting a considerable increase in the economy with the energy expenses.

Actuellement, les supercondensateurs sont au centre de beaucoup de recherches. Ils offrent une solution potentielle pour le stockage réversible de l´énergie que ce soit pour le domaine spatial, aéronautique ou encore le transport (véhicules hybrides). Un axe de recherche important, visant à augmenter les densités d'énergie et de puissance, est consacré aux systèmes oxydes de métaux de transition /charbon actif (C) asymétriques. Les systèmes à base de RuO2 présentent les capacités les plus élevées, supérieures à 700 F/g, mais leur coût et leur toxicité limitent leur application aux petits appareils électroniques. Des oxydes moins coûteux tels que les oxydes de cobalt (notamment Co3O4), MnO2, V2O5, Fe3O4, NiO, Ni(OH)2, ainsi que des polymères conducteurs électroniques, ont été étudiés de manière approfondie au cours des dernières décennies jusqu’à être utilisés, pour certains, dans des dispositifs commerciaux. Mais aucun système n’a été aussi étudié que le C / MnO2. En effet, il a été démontré que ce dernier est particulièrement intéressant car il peut fonctionner dans des milieux aqueux à des tensions pouvant aller jusqu’à 2V tout en gardant une bonne stabilité électrochimique durant le vieillissement. Néanmoins, les performances du système, en particulier en termes de densité de puissance, sont limitées à cause de la mauvaise conductivité électronique du MnO2. Il est possible de surmonter ce problème en ajoutant à l’oxyde de manganèse, des matériaux conducteurs à base de carbone (noir de carbone, nanotubes de carbone…) ou encore, en développant des stratégies de greffage ou de décoration plus élaborées. La combinaison d’oxydes avec des espèces carbonées est très largement rapportée dans la littérature alors que le mélange d’oxydes de différente nature l’est beaucoup moins. Nous proposons dans ce projet de synthétiser et de développer des matériaux originaux améliorant, par un effet synergique, les propriétés intéressantes du manganèse, du cobalt et de l'oxyde / hydroxyde de nickel. Les inconvénients de chaque composant étant compensés par les bonnes propriétés complémentaires des autres. Nous cherchons à réunir en un seul matériau (ou composite), le bon comportement pseudocapacitif du manganèse, la bonne conductivité électronique associée aux oxydes de cobalt, la grande capacité de l'hydroxyde de nickel ainsi que les propriétés de conduction du carbone. Ce projet de doctorat vise à concevoir et à fabriquer de nouvelles classes d'électrodes composites hybrides basées sur des assemblages de graphène (pour la capacitance renforcée à double couche) et d'oxydes poreux de métaux de transition (pour une capacité faradique supplémentaire due à de multiples processus rédox réversibles). Les avantages combinés du graphène et des oxydes de métaux de transition permettront aux supercondensateurs à haute densité d'énergie de travailler dans des électrolytes aqueux respectueux de l'environnement ce qui est, aujourd’hui, un besoin reconnu. / Supercapacitors are the focus of much research at the present time. They offer a potential solution for reversible energy storage in the fields of space, aircrafts or transportation (hybrid vehicles). An important research line, aiming at increasing both energy and power densities, is devoted to asymmetric transition metal oxides / activated carbon (C) systems. RuO2-based devices exhibit the highest capacitance, more than 700 F/g, but their cost limits the applications to small electronic devices. Less expensive oxides such as cobalt oxides (especially Co3O4), MnO2, V2O5, Fe3O4, NiO, Ni(OH)2, as well as electrically conducting polymers, have been extensively studied in the past decades, or used in commercial devices; they EACH exhibit each drawbacks and advantages with regard to applications. But no system has been investigated as much as the C/MnO2 one, which is particularly interesting because it can work in aqueous media at tensions up to 2 V, and high stability in ageing has been demonstrated. Nevertheless, the performances of the system, especially in terms of power density, are limited by the poor electronic conductivity of MnO2. This problem is usually solved by simply mixing conductive carbon materials (carbon black, CNTs…) with MnO2 or by developing more elaborated grafting or decoration strategies. The combination of oxide and carbonaceous species is widely reported in the literature, whereas combining oxides with different natures is less frequently encountered. We propose in this project to synthesize and develop original materials enhancing, through a synergistic effect, the interesting properties of manganese, cobalt and nickel oxide/hydroxide, the drawbacks of each component being overbalanced by the good complementary properties of the other components. We aim at gathering in one single material (or composite), the good pseudocapacitive behavior of manganese, the good electronic conductivity associated to cobalt oxides, the high capacity of nickel hydroxide, as well as the enhanced conduction properties of carbon. The present PhD project aims at designing and manufacturing new classes of hybrid composite electrodes based on assemblies of graphene (for enhanced double layer capacitance) and porous transition metals oxides (for additional faradaic capacitance due to multiple reversible redox processes) directly applied on metallic current collectors. The combined advantages of graphene with those of transition metals oxides will enable supercapacitors with high energy density, working in environmentally friendly aqueous electrolytes, which are an acknowledged need. / A procura crescente de energia em setores distintos, como residencial, transporte e industrial, bem como a proliferação de fontes renováveis de produção de energia, exigem novos e mais eficientes dispositivos de armazenamento de energia. Consequentemente, tem-se observado um interesse crescente na produção e engenharia de materiais para armazenamento de energia. Muito dos esforços de R&D estão centrados no desenvolvimento de materiais nanoestruturados que possam responder aos requisitos da aplicação, tais como densidade de energia, densidade de potência e estabilidade face à ciclagem do dispositivo. Presentemente são muitos os materiais investigados como potenciais candidatos para elétrodos para dispositivos de armazenamento de energia por via eletroquímia, nomeadamente baterias, condensadores, pseudocondensadores ou supercondensadores. O objetivo do presente trabalho é produzir e estudar novos materiais com uma resposta eletroquímica intermédia entre um elétrodo típico de supercondensador e um elétrodo típico de bateria, também conhecidos como elétrodos híbridos. Por essa razão, selecionaram-se hidróxidos e óxidos de níquel e cobalto devido à sua elevada atividade eletroquímica e baixo custo. Estes materiais foram combinados com derivados de grafeno, que exibem alta condutividade e elevada área superficial ativa. Portanto, este trabalho foca a síntese e caracterização fisico química e eletroquímica de hidróxidos e óxidos de níquel-cobalto nanoestruturados e sua combinação com óxido de grafeno reduzido para aplicações de armazenamento de energia. A síntese foi efectuada por duas vias distintas: eletrodeposição e exfoliação. A eletrodeposição é usada para obter hidróxidos e óxidos de níquel-cobalto em combinação com óxido de grafeno reduzido. Os resultados evidenciam um efeito sinérgico quando o óxido de grafeno reduzido é combinado com o (hidr)óxido de níquel- cobalto, isto é, um aumento na capacidade, condutividade e estabilidade do compósito quando comparado com o (hidr)óxido de níquel-cobalto. Neste trabalho é dada especial atenção à espectroscopia de impedância eletroquímica que foi utilizada para avaliar os fenômenos que ocorrem durante a carga e descarga contínua e compreender os processos que ocorrem no material ativo e que resultam na sua degradação. O hidróxido de níquel-cobalto é também preparado por exfoliação, em meio aquoso, por meio da intercalação de lactato, enquanto o tetra-butilamónio é utilizado na exfoliação do óxido de níquel-cobalto. A resposta eletroquímica é avaliada em diferentes eletrólitos após reconstrução. Os resultados revelam a influência das espécies intercaladas durante o processo de exfoliação: quando a exfoliação é realizada para fins de armazenamento de energia, as espécies intercaladas e a força da interação com o material ativo devem ser consideradas de antemão para evitar o bloqueio superficial ou inibição da interação elétrodo-eletrólito. Os resultados mostraram que a exfoliação é uma rota promissora para aumentar a área de superfície ativa dos materiais, um parâmetro crítico no desempenho eletroquímico dos materiais dos eletrodos. Nesta dissertação é também estudado o mecanismo de carga-descarga do hidróxido de níquel-cobalto, que ainda não está completamente entendido. Assim, compreender esse mecanismo é um passo crítico para otimizar a morfologia e o desempenho do material e para projetar futuros dispositivos de armazenamento de energia. Para esclarecer os processos que ocorrem durante a carga, aplica-se o modelo de Mott-Schottky foi aplicado parade modo a avaliar a variação da conductividade do material e da sua capacidade na interface elétrodo-eletrólito. [...]

Submitted by Alessandro Thiesen Flores (alessandro.thiesen@gmail.com) on 2019-01-23T23:58:12Z No. of bitstreams: 1 THIESEN_POS_DEFESA_21012019.pdf: 5692429 bytes, checksum: bf908d447092aff6e106e894a1f1bb5f (MD5) / Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: • A capa e ficha catalográfica não são consideradas para contagem de páginas. a paginação deve aparecer no canto superior direito a partir da introdução, realizei a contagem das páginas e seu trabalho deve com o número (19)*, após você precisa atualizar a numeração na ficha catalográfica, nas listas e no sumário. • As palavras-chave e keyword devem ser separadas entre si por ponto final e também finalizadas por ponto. (favor ver exemplo no template ou diretrizes) • Os títulos dos elementos pré- textuais e pós textuais devem ser centralizados. ~ • Qualquer que seja o tipo de ilustração (figuras, desenhos, gráficos, diagramas,fluxogramas, fotografias, mapa, planta, quadro, imagem entre outros) sua identificação (título) aparece na parte superior com letra tamanho 12; o Na parte inferior, Tamanho da letra 10, indicar a fonte consultada (elemento obrigatório, mesmo que seja produção do próprio autor), notas e outras informações necessárias à sua compreensão. o Devem conter a fonte mesmo que elaborada pelo autor. o Ex: Fonte: Autor Fonte: Autoria própria (favor ver exemplo no template ou diretrizes) • As fontes das ilustrações, tabelas e quadros não podem ser links . Areferência deve ser informada ao final, seguindo os padrões da ABNT.Para indicar a fonte, deve ser colocada a autoria e o ano entre parênteses. Ex.: Martins (2010). Quando uma referência for retirada de um meio eletrônico deve-se identificar uma autoria para o que é visualizado na página; se não houver título, escrever uma pequena descrição do que foi visto e seguir com os dados: disponível em:<endereço eletronico> . Acesso em: xx mes xxxx. A autoria pode ser uma pessoa física, uma Instituição, uma empresa, uma pessoa jurídica e até o nome do próprio site. Ex.: ECOVILAS. Condomínios autossustentados e permaculturais. Disponível em: <http://www.ecoovilas.com/projetos/permacultura>. Acesso em: 10 out. 2017. Será colocado na Fonte: Ecovilas (2017) • A tabela expõe dados estatísticos, representados numericamente. A forma de apresentação é a seguinte: o lados esquerdo e direito da tabela sempre abertos; o partes superior e inferior sempre fechadas; o não há traços horizontais e verticais para separar números, em seu interior.  Devem conter a fonte mesmo que elaborada pelo autor. Para tabelas que ultrapasse as dimensões de uma página, deve ser apresentada em duas ou mais partes, neste caso, a tabela interrompida não é delimitada por traço horizontal na parte inferior e acrescenta-se o termo (continua) após o título. nas folhas seguintes insere-se novamente o título da tabela e o termo (continuação ) e na última folha o termo (conclusão) exemplo nas diretrizes. • Referências. A palavra Referências deve ser centralizada, e não conter numeração de seção; As referencias devem ser justificadas, espaço simples com um espaço simples(enter) entre elas. • Sobre a elaboração das referencias e citações favor solicitar ajuda com a bibliotecária Juciene (juciene.pedroso@unesp.br) e formatação Jaquelina (jaquelina.cesar@unesp.br) Mais informações acesse o link: http://www2.feg.unesp.br/Home/Biblioteca21/diretrizes-2016.pdf Agradecemos a compreensão. on 2019-01-24T16:08:54Z (GMT) / Submitted by Alessandro Thiesen Flores (alessandro.thiesen@gmail.com) on 2019-01-26T18:03:59Z No. of bitstreams: 1 Entrega dissertacao.pdf: 5684525 bytes, checksum: 8cf892ef316d2ca634e88a9a3e2fbb27 (MD5) / Rejected by Ana Cristina Figueiredo Loureiro (ana-cristina.loureiro@unesp.br), reason: Bom dia Alessandro, Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Na página 30,no final da página, teve um corte do texto, ficou uma página em branco. Seguir os exemplos abaixo e aplicar para as TODAS fontes das tabelas, figuras.... Fonte: Sobrenome do autor (ano) Ex: Silva (2017) Na Figura 4 Incorreto: Fonte: IBRAHIM; ILINCA; PERRON (2008) Correto: Fonte: Ibrahim; Ilinca; Perron (2008) Incorreto: Fonte: AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (2017b). Correto: Fonte: Agência Nacional de Águas (2017b) Verificar o 2017a, não localizado Incorreto: Fonte: IBGE (2018) Correto: Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2018) Figura 20 Incorreto: Fonte: GOOGLE EARTH (2018), Correto: Fonte: Google (2018) Na lista de referência ficará assim: GOOGLE. Google Earth. Versão. Local: editora, ano. Disponível em: <site dowload>. Acesso em: (data que foi acessado) 20 ago. 2011 Todas as fontes tem que estar relacionadas na lista de referências A bibliotecária Juciene irá enviar as correções da lista de referências. Agradecemos a compreensão on 2019-01-29T11:47:01Z (GMT) / Submitted by Alessandro Thiesen Flores (alessandro.thiesen@gmail.com) on 2019-01-31T03:01:46Z No. of bitstreams: 1 Entrega dissertacao 2019.01.31.pdf: 5685627 bytes, checksum: 5b967da1fd0d43b152ada4ae323e8217 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Cristina Figueiredo Loureiro (ana-cristina.loureiro@unesp.br) on 2019-01-31T15:32:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 flores_at_me_guara.pdf: 5685627 bytes, checksum: 5b967da1fd0d43b152ada4ae323e8217 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-01-31T15:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 flores_at_me_guara.pdf: 5685627 bytes, checksum: 5b967da1fd0d43b152ada4ae323e8217 (MD5) Previous issue date: 2018-12-03 / Sistemas híbridos de geração de energia, que combinam a geração eólica com a geração hidráulica, são um modo de melhorar o aproveitamento da energia gerada pelos inconstantes e aleatórios ventos, e supri-la quando houver a demanda de energia por parte dos consumidores. A presente pesquisa analisa a possibilidade de conversão de centrais hidrelétricas convencionais em centrais de acumulação por bombeamento associadas a centrais eólicas, visando o aumento da oferta de energia elétrica no horário de ponta do Sistema Elétrico Brasileiro. Esta pode ser uma ser uma alternativa sustentável de adaptação do sistema hidrotérmico brasileiro às mudanças climáticas e a períodos de escassez hídrica. A pesquisa é desenvolvida através de um estudo de caso na Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul, mais especificamente, nas Usinas Hidrelétricas de Paraibuna e Santa Branca. A análise consiste em fazer simulações de operação de uma Central Hidrelétrica de Acumulação por Bombeamento (CHAB) para bombear água no horário fora de ponta e gerar a energia acumulada no horário de ponta, associado a um parque eólico para alimentar as bombas e assim sincronizar a geração de energia eólica com o pico de demanda energética. São realizadas simulações com três objetivos diferentes (melhoria do uso da água, maximização da geração da energia no horário de ponta e a maximização da variação total de energia gerada e consumida). Em termos de variação de energia gerada, conclui-se que a CHAB propicia um aumento de aproximadamente 12,5% (em relação ao total gerado anualmente pela usina de Paraibuna) ou 41,8 GWh/ano na energia gerada no horário de ponta, atendendo assim o pico de demanda e consequentemente dando maior estabilidade ao sistema elétrico. Como esperado, o balanço energético de Paraibuna é negativo, uma vez que há perdas adicionais das operações de bombeamento, totalizando aproximadamente uma redução de 7,8% (em relação ao total gerado anualmente pela usina de Paraibuna). Além da maior oferta de energia no horário de ponta, conclui-se que a CHAB contribui para a regularização hídrica, uma vez que diminui a variabilidade do nível de montante tanto nos períodos de cheias e principalmente nos períodos de crise hídrica. / Hybrid systems for power generation that combine wind with hydroelectric generation are a way to synchronize the power demand from grid and the power generated by the wind power generation. The research project analyses the adaptation of existing hydro powerplants, changing them into Power Storage Powerplants, combined with wind farms to increase the energy generation in the peak-demand period in Brazilian Electrical System. It can be a sustainable solution to adapt the Brazilian Hydro-Thermal System to climate changes and drought periods. The research project has been developed in a system proposed in the Paraiba do Sul Basin, specifically, in the Paraibuna and Santa Branca Power Plants. The analysis consists in simulating the daily operation of Pumped Storage Powerplant (PSP) to pump the water in the off-peak period and generate the storage energy in the peak period, linked to a wind farm to feed the pumps to synchronize the energy generated by wind farm with peak-demand period. Three goals (improve the water usage, maximization of power generated in the peakdemand period and maximization of overall power generated) has been simulated. Regarding the addition of power generated, PSPs can increase by 12.5% approximately (in relation to the total amount generated annually by the Paraibuna Powerplant) or 41.8 GWh/year during peakdemand period, fulfilling the peak power demand and consequently improve the stability of overall electric system. The energy balance of Paraibuna Power Plant and PSP is negative as expected, since there are additional losses from pumping mode, resulting 7.8% reduction (in relation to the total amount generated annually by the Paraibuna Powerplant). In addition to increase energy availability in the peak period, one concludes that PSP helps to stabilize the generation system, since it reduces the variability of upstream level either on flood periods and mainly on drought periods.

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Resumo: O planejamento de curto prazo é uma estratégia de tomada de decisão que visa assegurar o desempenho adequado de um sistema de distribuição de energia elétrica e fornecer um produto de alta qualidade aos usuários finais. Este processo considera ações tradicionais para um controle efetivo no fluxo de potência reativa, fator de potência e magnitude de tensão nas barras do sistema. Nos últimos anos, este tipo de planejamento enfrenta-se com significativos desafios devido à integração de novas tecnologias e a filosofia de operação das redes de distribuição de média tensão. Desta forma, o desenvolvimento de algoritmos e ferramentas computacionais sofisticadas são necessárias para contornar essas complexidades. Nessa perspectiva, neste trabalho apresenta-se uma estratégia para a solução do problema de planejamento de curto prazo para redes de distribuição. Em que, a integração de unidades de geração distribuída e sistemas de armazenamento de energia elétrica é considerada simultaneamente com as ações tradicionais de planejamento para melhorar a eficiência do sistema. Diferentes alternativas de investimento, tais como a localização e dimensionamento de bancos de capacitores, unidades de armazenamento de energia e unidades de geração baseadas em energia fotovoltaica e eólica, seleção e substituição de condutores dos circuitos sobrecarregados e alocação de reguladores de tensão são consideradas como variáveis de decisão no problema de otimização. Adicionalmente, na formulação deste pro... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Short-term planning is a decision-making strategy that aims to enhance proper electric distribution network performance and provide high-quality service to consumers. This process considers traditional planning actions to effectively control the reactive power flow, power factor, and the voltage profile of the network. In the last years, this type of distribution network planning has faced important challenges due to the integration of modern technologies and operating aspects of medium-voltage distribution networks. In this regard, development of sophisticated algorithms and computational tools are necessary to cope with these complexities. In this perspective, a strategy to determine the solution of the short-term planning problem for distribution networks is presented in this work, where, integration of distributed generation units and electric energy storage systems are considered simultaneously with traditional planning actions to improve the network performance. Several investment alternatives such as siting and sizing of capacitors banks, energy storage systems, photovoltaic- and wind- based generation units, conductor replacement of overloaded circuits, and voltage regulators allocation are considered as decision variables in the optimization problem. Additionally, environmental aspects at distribution level are duly addressed via Cap and Trade mechanism. Inherently, this optimization problem is represented by a non-convex mixed integer nonlinear programming problem. ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Considerando condições anormais que o Sistema Elétrico de Potência (SEP) está sujeito, a proteção de seus elementos é um tópico importante. Dentre os equipamentos a serem protegidos, destacam-se os geradores devido a representarem elevado custo de investimento e estarem sujeitos a multas por paradas não programadas. Desta forma, com base em pesquisa bibliográfica, observa-se que não existem estudos abrangentes para a proteção individual de máquinas síncronas aplicadas à geração eólica. Além disso, considerando o contexto das smart grids, a presença de baterias e a possibilidade da operação ilhada podem alterar a dinâmica das situações de falta. Portanto, faz-se necessário um estudo do comportamento dos aerogeradores em situações de falha, sabendo que o esquema de proteção depende do tipo de gerador e da maneira como este está conectado ao SEP. Neste sentido, esta pesquisa propôs incluir uma bateria para operar com um gerador eólico de velocidade variável de forma complementar, suavizando a potência de saída e tornando o sistema de conversão de energia eólica forte o suficiente para operar no modo ilhado. A metodologia estabelece vários tipos de falhas para investigar o comportamento da turbina eólica em tais condições. Para realizar as simulações de falta, foi utilizado um simulador digital de tempo real (RTDS®). Com base nisso, um esquema composto por funções de proteção convencionais foi especificado e testado usando o software MATLAB®. Além disso, simulações em laço fechado foram realizadas com relés comercial e universal. Os resultados obtidos com o esquema proposto são bastante promissores. / Considering abnormal conditions to which the Electric Power System (EPS) may be subjected, the protection of its elements is an important topic. Among the equipments to be protected, the generators are highlighted, because they represent a high investment cost and are subjected to penalties for unscheduled stoppages. Hence, based on literature, it is observed that there are no comprehensive studies and standards for individual protection of Synchronous Generators (SGs) applied to Wind Energy Conversion System (WECS). Furthermore, considering the smart grids context, the presence of batteries and the possibility of island operation may change the dynamic of fault situations. Therefore, it is necessary to study and analyse the behavior of wind turbines in fault situations, knowing that the protection scheme is dependent on the generator type and the way it is connected to the EPS. In order to study these issues, this research proposed to include a battery to operate with a full-variable speed wind generator in a complementary way, smoothing the output power and making the WECS strong enough to operate in the island mode. The methodology establishes several fault types to investigate the wind turbine behavior in such conditions. In order to conduct the fault simulations, a real time digital simulator (RTDS®) was used. Based on this, a scheme composed by conventional protection functions were specified and tested using the MATLAB® software. Furthermore, hardware-in-the-loop simulations were performed with commercial and universal relays. Very good results in favor of the proposed scheme are presented.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-02T11:31:43Z No. of bitstreams: 1 Felipe Oliveira.pdf: 3179442 bytes, checksum: 0988804a0a58c2aaf337ea2f5034dc42 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-02T11:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe Oliveira.pdf: 3179442 bytes, checksum: 0988804a0a58c2aaf337ea2f5034dc42 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / The locational marginal prices (LMPs) are essential financial guidelines for the electricity industry, which orientates most of the projects and deliberations in electrical market environments. In current scenario of the electricity markets, wind power plants and energy storage systems have been revealing itself as feasible and relevant electrical energy supply alternatives. In this work a generic methodology based on artificial intelligence (AI) techniques is formulated and applied to the calculation and decomposition of LMPs of electric power systems (EPS) with the insertion of energy storage systems and wind farms. In the proposed AI-based methodology the optimal power flow (OPF) model, on which the calculation and decomposition of LMP is based, considers the wind behavior profile volatility, the risks of wind power levels previously scheduled, and the energy storage systems operative peculiarities. The proposed AI-based methodology takes into account the mathematical and computational models of the particle swarm optimization (PSO) algorithm. This proposal was properly implemented and applied for the computation and decomposition of LMPs of test systems and considering different operative scenarios involving conventional power plants, wind farms, and energy storage systems. / Os preços marginais locacionais (LMPs – Locational Marginal Prices) consistem em diretrizes financeiras mercadologicamente indispensáveis para a indústria da eletricidade, os quais norteiam grande parte dos projetos e deliberações no âmbito dos mercados elétricos. No panorama vigente dos mercados elétricos, as plantas de geração eólica e os sistemas de armazenamento de energia vêm progressiva e ininterruptamente se revelando alternativas de suprimento de eletricidade cada vez mais relevantes e viáveis. Neste trabalho, é formulada uma metodologia genérica baseada em técnicas de inteligência artificial (IA) cuja aplicação tem o objetivo de computar e decompor os LMPs associados às barras constituintes de um sistema elétrico de potência (SEP) integrado por geradores convencionais, plantas de geração eólica e por sistemas de armazenamento de energia. Na metodologia IA proposta, o modelo de fluxo de potência ótimo (FPO) sobre o qual se alicerça o cômputo e a decomposição dos LMPs associados às barras de um SEP, leva em consideração a volatilidade inerente ao perfil comportamental dos ventos, os riscos associados à assunção de níveis previamente programados de potência proveniente da geração eólica e as peculiaridades operativas concernentes aos sistemas de armazenamento de energia. Adotando-se os modelos matemáticos e computacionais dos algoritmos de otimização por enxame de partículas (PSO – Particle Swarm Optimization), a metodologia IA proposta foi devidamente implementada e aplicada na aquisição e decomposição dos LMPs associados às barras constituintes de sistemas-testes submetidos a diferentes cenários operativos envolvendo centrais de geração convencionais, plantas de geração eólica e sistemas de armazenamento de energia.

O interesse mundial e os investimentos em fontes renováveis de energia têm aumentado consideravelmente nos últimos anos. Estas tecnologias têm a vantagem de aproveitar os recursos disponíveis localmente, reduzindo a dependência de fontes externas. Entretanto, um dos principais problemas associados a muitas das tecnologias de energias renováveis é sua imprevisibilidade ou intermitência. O armazenamento de energia é a técnica mais utilizada para moderar estas intermitências. Para aproveitamento em grande escala, os reservatórios hidrelétricos (de usinas hidrelétricas convencionais com reservatório e usinas hidrelétricas reversíveis) representam a tecnologia mais madura e amplamente aproveitada para armazenamento de energia elétrica na forma de energia potencial no volume de água. Isto faz destes uma opção importante a ser incluída no projeto de um sistema autônomo híbrido de geração de energia. Segundo diferentes autores consultados, o software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) é a ferramenta mais amplamente utilizada em pesquisas relacionadas à simulação e configuração ótima deste tipo de sistemas. Esta tese apresenta um conjunto de procedimentos para determinar, em nível de pré-viabilidade, a configuração ótima (em termos do custo presente líquido) e o conjunto de arranjos viáveis de um sistema autônomo de geração de energia incluindo fontes renováveis intermitentes e reservatórios hidrelétricos. O software HOMER é aplicado na simulação e avaliação dos sistemas híbridos dos estudos de caso hipotéticos do presente trabalho, utilizados para validar os métodos propostos. Estes exemplos foram criados a partir de dados reais relacionados ao Estado de Rio Grande do Sul. Os procedimentos descritos são aplicáveis a qualquer região do mundo onde exista um local com potencial para reservatórios hidrelétricos, assim como dados de disponibilidade e custos relacionados a fontes renováveis intermitentes. Além de determinar a configuração ótima e o conjunto de arranjos viáveis, os resultados obtidos indicam que os procedimentos descritos podem ajudar na definição da melhor utilização de um local com potencial hidrelétrico. Igualmente, permitem estimar a quantidade de eletricidade excedente que poderia ser recuperada através de usinas reversíveis. Os resultados mostram que configuração ótima depende de muitos fatores, tais como restrições hidrológicas, a carga a ser atendida e o custo de geração de cada fonte. / Global interest and investments in renewable energy sources has increased considerably in recent years. These technologies have the advantage of using locally available resources, reducing dependence on external energy sources. However, most renewable energy technologies suffer from an intermittent characteristic due to the diurnal and seasonal patterns of the natural resources needed for power generation. Energy Storage is the most used technique to buffer this intermittency. For large-scale applications, hydropower reservoirs (of conventional and pumped storage plants) are the most mature and the most widely employed technology for electricity storage in the form of potential energy. For this reason, a hydropower reservoir is a suitable option to consider including in an autonomous hybrid power system. According to many authors, the HOMER model (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) is the most widely used tool in research studies related to simulation and optimal design of this type of systems. This thesis presents some procedures to define, as a pre-feasibility assessment, the optimal configuration (in terms of Net Present Cost) and set of feasible designs of an autonomous hybrid power system that includes intermittent renewable energy sources and hydropower reservoirs. The HOMER software is used for simulating and evaluating the hybrid power systems of the hypothetical case studies, used to validate the proposed methods. These examples were created based on real data related to the State of Rio Grande do Sul, Brazil. The procedures described can be adapted to any other region of the world where exists a site suitable for the construction of hydropower reservoirs, along with available data regarding intermittent renewable sources and generation costs. Besides defining the optimal configuration and the set of feasible designs, the results indicate that the procedures explained could help in the definition of the best use of a site with hydropower potential. Likewise, these methods can also be used to estimate how much excess electricity can be recovered by means of pumped storage hydropower. The results show that the optimal system design depends on many factors such as hydrological constraints, average load to serve and energy cost of each source.