Estágio realizado na EDP - Distribuição, S.A. - e orientado pelo Eng. Paulo Nuno Louzinha Alves / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de Especialização de Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Eletrotécnica e de Computadores (Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

Orientador: Fabiano Fruett / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:24:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camolesi_Alessandro_M.pdf: 2180894 bytes, checksum: c85cabaf810d1a57424f169a1f9b2f85 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Apresentamos neste trabalho a fabricação e a caracterização de um sensor de pressão totalmente compatível com a tecnologia CMOS. Este sensor é constituído por quatro piezoresistores, implantados e dispostos em ponte de Wheatstone. Os processos de fabricação do sensor foram todos realizados no Centro de Componentes e Semicondutores (CCS) - Unicamp. A membrana do sensor foi obtida através de um processo de desbaste mecânico do die que foi colado em uma placa de alumina. O alinhamento da colagem foi baseado em um orifício central. O sensor encapsulado apresentou sensibilidade de 0.32mV/psi. Além disso, projetamos uma fonte de referência em tensão do tipo Bandgap. Nesta fonte de referência usamos uma técnica para minimizar os gradientes de estresse mecânico, a maior fonte de não-idealidade desta fonte de referência e permitiu estudarmos a deriva térmica da sensibilidade da ponte / Abstract: We presented in this work the fabrication and the characterization of a pressure sensor totally CMOS compatible. This sensor is arranged by four p-type silicon piezoresistive implanted in a Wheatstone bridge. The fabrication processes were all performed at the Center for Components and Semiconductors (CCS) - Unicamp. The membrane was obtained by a mechanical polishing process of the die that was attached by RTV (Room Temperature Vulcanization) on an alumina substrate. The attach alignment was based on the center of the vent hole. The packaged sensor showed a sensitivity amounts to 0.32mV/psi. Also, a Bandgap voltage reference was designed. In such voltage reference uses a technical to minimize gradients such as mechanical stress, the main non-ideality source to such voltage reference and it allowed the drift thermal analysis of the bridge sensitivity / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Com o crescimento constante da infraestrutura do sistema de distribuição de baixa tensão, tem-se a necessidade de um monitoramento mais preciso das grandezas elétricas no ponto de conexão com os clientes. O impacto da implantação de sistemas smart grids são positivos, visto que para o lado do consumidor o acompanhamento do consumo de forma online permite realizar um melhor planejamento, e para o lado da concessionária, o levantamento de perfil dos clientes e planejamento de demanda, visto que os medidores podem fornecer os dados em tempo real de horários de maior consumo e acompanhamento dos níveis, de forma a adequar conforme os níveis de qualidade de energia definidos pelo módulo 8 PRODIST. Além do acompanhamento, das variáveis e limites, este projeto poderá atuar de forma a auxiliar as companhias elétricas a comparar os pontos de cargas estimadas com o fornecimento para detectar possíveis fraudes no ponto de distribuição. Outro aspecto importante é tornar possível a integração com uma rede de clientes que além de consumidores podem tornar-se pequenas unidades geradoras, alimentando o sistema maior. / With the constant growth of the infrastructure of the low voltage distribution system, there is a need for a more refined monitoring of the electrical quantities in the distribution network. The impact of the implementation of smart grids systems are positive, since for the consumer side the monitoring of consumption in an online way allows to carry out consumption planning, and for the side of the concessionaire, customer profile survey and demand planning, Since the meters can provide the real time data of schedules of greater consumption and monitoring of the levels, in order to adapt according to the levels of quality of energy defined by the module 8 PRODIST. In addition to the monitoring of variables and limits, this project may act in a way that helps utilities compare the estimated load points with the supply to detect possible fraud at the distribution point. Another important aspect is to make it possible to integrate with a network of customers that in addition to consumers can become small generating units, feeding the larger system.

Tese de Programa Doutoral. Sistemas Sustentáveis de Energia. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Com o crescimento constante da infraestrutura do sistema de distribuição de baixa tensão, tem-se a necessidade de um monitoramento mais preciso das grandezas elétricas no ponto de conexão com os clientes. O impacto da implantação de sistemas smart grids são positivos, visto que para o lado do consumidor o acompanhamento do consumo de forma online permite realizar um melhor planejamento, e para o lado da concessionária, o levantamento de perfil dos clientes e planejamento de demanda, visto que os medidores podem fornecer os dados em tempo real de horários de maior consumo e acompanhamento dos níveis, de forma a adequar conforme os níveis de qualidade de energia definidos pelo módulo 8 PRODIST. Além do acompanhamento, das variáveis e limites, este projeto poderá atuar de forma a auxiliar as companhias elétricas a comparar os pontos de cargas estimadas com o fornecimento para detectar possíveis fraudes no ponto de distribuição. Outro aspecto importante é tornar possível a integração com uma rede de clientes que além de consumidores podem tornar-se pequenas unidades geradoras, alimentando o sistema maior. / With the constant growth of the infrastructure of the low voltage distribution system, there is a need for a more refined monitoring of the electrical quantities in the distribution network. The impact of the implementation of smart grids systems are positive, since for the consumer side the monitoring of consumption in an online way allows to carry out consumption planning, and for the side of the concessionaire, customer profile survey and demand planning, Since the meters can provide the real time data of schedules of greater consumption and monitoring of the levels, in order to adapt according to the levels of quality of energy defined by the module 8 PRODIST. In addition to the monitoring of variables and limits, this project may act in a way that helps utilities compare the estimated load points with the supply to detect possible fraud at the distribution point. Another important aspect is to make it possible to integrate with a network of customers that in addition to consumers can become small generating units, feeding the larger system.

Orientador: Fabiano Fruett / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T06:47:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_Vitor_M.pdf: 2431852 bytes, checksum: 99df32075176f9b0322278b0ce286ba5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Apresentamos neste trabalho um sensor de pressão de baixo consumo de potência. totalmente compatível com o processo de fabricação CMOS. constituído por um amplificador operacional sensível ao estresse mecânico fabricado sobre uma membrana. O desenho do layout do amplificador é feito de forma a maximizar o efeito do estresse sobre os transistores do par de entrada e minimizar sobre o restante do circuito. O projeto da membrana. bem como a localização dos elementos sensores sobre a mesma. Foram determinados através de simulação por elementos finitos. O sensor foi fabricado utilizando o processo CMOS 0.35 IJ.m AMS disponibilizado pelo Projeto Multi-Usuário (PMU) Fapesp. A membrana do sensor foi obtida através de um processo de desbaste mecânico da pastilha de silício onde o circuito foi fabricado. Analisamos também a dependência da tensão de limiar e da mobilidade de um transistor PMOS com relação ao estresse mecânico. O sensor fabricado apresentou um consumo de potência da ordem de 3 IJ. W e uma sensibilidade de 8.9 mV/psi / Abstract: A nove I Iow power totally CMOS compatible mechanical-stress sensitive differential amplifier. which can be used as a pressure sensor. is presented. This amplifier is based on a special designed layout where the stress sensitivity of the input differential pair. is maximized and the stress effects on the second stage are minimized. Finite element simulation was used to design the membrane and to locate the element sensor on it. The sensor was fabricated in a CMOS 0.35 IJ.m AMS process supported by the Fapesp Multi -User Project. In order to make a pressure sensor without a backside bulk micro-machining process. the thickness of the die was reduced by a mechanical polishing process. This work also analised the limiar-voltage and the mobility dependence with regard to mechanical stress. The sensor power consumption amounts to 3 IJ. W and the sensitivity amounts to 8.9 m V/psi / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Este trabalho está dividido em duas partes distintas que constituem contribuições inéditas ao estudo da estabilidade em sistemas elétricos de potência. A primeira parte do trabalho é a mais importante e trata do problema da identificação das soluções de baixa tensão críticas do fluxo de carga. Esta parte do trabalho se presta a análise de estabilidade de tensão a pequenas perturbações. Os últimos capítulos deste trabalho apresentam também uma proposta de função energia estendida que modela as cargas dependentes da tensão segundo o modelo ZIP de carga, considerando a estrutura da rede preservada. Assim, a função energia proposta pode ser utilizada para analisar tanto a estabilidade de tensão como a estabilidade de ângulo em sistemas de potência. Esta proposta também é inédita na literatura. Embora a função energia proposta tenha sido aplicada apenas a sistemas de dimensão reduzidas, os resultados apresentados neste trabalho nos levam a acreditar que essa mesma função energia pode ser utilizada na análise de estabilidade de sistemas de potência de grandes dimensões. Já o método proposto para identificação das soluções de baixa tensão das equações de fluxo de carga se utiliza de um sistema dinâmico auxiliar das equações de fluxo de carga. O sistema dinâmico auxiliar utilizado não tem significado físico, mas pode ser escolhido de tal forma que a solução usual das equações de fluxo de carga seja um ponto de equilíbrio estável do sistema dinâmico auxiliar, eque as soluções de baixa tensão do fluxo de carga sejam pontos de equilíbrio instáveis do sistema dinâmico auxiliar. Dessa forma, é possível calcular as soluções de baixa tensão do fluxo de carga, calculando-se os pontos de equilíbrio instáveis do sistema dinâmico auxiliar. Assim, é possível utilizar partes da teoria de sistemas dinâmicos para estudar as soluções das equações de fluxo de carga. Baseado nestes princípios, foi desenvolvido um programa para calcular trajetórias do sistema dinâmico auxiliar, que se iniciam e se mantêm nas vizinhanças da fronteira da área de atração do ponto de equilíbrio estável do SEP. Dessa forma é possível afirmar que a trajetória calculada tende a convergir para a solução crítica das equações de fluxo de carga. O programa foi inicialmente concebido para calcular as soluções de baixa tensão de sistemas elétricos sem perdas. Em seguida o programa desenvolvido foi adaptado para calcular as soluções de baixa tensão de sistemas de potência completos, incluindo também as resistências das linhas de transmissão. Esta última versão do programa foi testada para os sistemas IEEE 39 e IEEE 118 barras, e os resultados obtidos se mostraram bastante satisfatórios. Assim, o método proposto é uma ferramenta original e eficaz para a solução do problema de calcular a solução crítica das equações de fluxo de carga de sistemas elétricos de potência. / This work may be divided into two distinct parts. Both of them are new contributions to stability analysis of power systems. In the first part it is proposed a new method to calculate the critical load flow low voltage solutions, and it is the main part of this work. Meanwhile, the last two chapters of this work presents a proposed extended energy function that consider the common load ZIP models. It allows the analysis of angle and voltage stability for power systems subjected to large disturbances. This work proposes a method to calculate the low voltage solutions (LVS) of the load flow equations of an electrical power system. The proposed method identifies the LVS involved in the saddle-node bifurcation leading the power system to a voltage collapse. This solution is known as the critical low voltage solution. In order to perform the proposed calculation, an auxiliary dynamical gradient system is used. It is shown that the equilibrium points of that associated auxiliary dynamical gradient system are the solutions of the load flow equations. In such manner, the paper proposes identifying the critical LVS calculating the equilibrium points of an auxiliary dynamical gradient system. The proposed method was tested on the Stagg 5-bus, on the IEEE 39-bus and on IEEE 118-bus test systems, and the results are presented at the end of the text.

Os métodos convencionais para o controle de tensão concentram-se na média tensão. Em alguns casos não são suficientes para a correção da tensão na rede secundária. Este trabalho apresenta os problemas relacionados à regulação de tensão na baixa tensão, os métodos convencionais para correção da tensão e uma estratégia para o controle de tensão na rede secundária de sistema de distribuição de energia elétrica. A solução final proposta é um conjunto de transformador com taps no lado de baixa tensão, hardware e software que promovem a comutação das derivações do transformador de forma automática. Para o desenvolvimento dessa estratégia será abordada a aplicação de sistemas inteligentes, o sistema fuzzy, e a estimação de modelos elétricos dos transformadores de distribuição. O objetivo desse produto é ser uma solução prática, viável técnica e economicamente para a regulação da tensão em cenários onde os métodos convencionais não o são. Os protótipos dessa solução foram montados e testados em laboratório e em campo e os resultados atenderam ao objetivo proposto. / The conventional methods for voltage control concentrated in medium voltage. In some case, they are not enough to correct the voltage on secondary grid of distribuition. This paper presents a strategy to control the voltage on the low voltage of the distribution grid. As proposed for dealing of this problem is made the presentation of an architecture for the intelligent automatic control, that is composed of distribuition transformer with tap on the low side, hardware and software. For the development of this strategy will be approached the application the intelligent systems, Fuzzy Systems, and the estimation of electrical model of distribuition transformers. The goal with this design is to provide grants to set up a system for regulating the voltage on the low side which is technically and economically feasible to be deployed where conventional solutions, with the inclusion of line regulators, are not.

Os métodos convencionais para o controle de tensão concentram-se na média tensão. Em alguns casos não são suficientes para a correção da tensão na rede secundária. Este trabalho apresenta os problemas relacionados à regulação de tensão na baixa tensão, os métodos convencionais para correção da tensão e uma estratégia para o controle de tensão na rede secundária de sistema de distribuição de energia elétrica. A solução final proposta é um conjunto de transformador com taps no lado de baixa tensão, hardware e software que promovem a comutação das derivações do transformador de forma automática. Para o desenvolvimento dessa estratégia será abordada a aplicação de sistemas inteligentes, o sistema fuzzy, e a estimação de modelos elétricos dos transformadores de distribuição. O objetivo desse produto é ser uma solução prática, viável técnica e economicamente para a regulação da tensão em cenários onde os métodos convencionais não o são. Os protótipos dessa solução foram montados e testados em laboratório e em campo e os resultados atenderam ao objetivo proposto. / The conventional methods for voltage control concentrated in medium voltage. In some case, they are not enough to correct the voltage on secondary grid of distribuition. This paper presents a strategy to control the voltage on the low voltage of the distribution grid. As proposed for dealing of this problem is made the presentation of an architecture for the intelligent automatic control, that is composed of distribuition transformer with tap on the low side, hardware and software. For the development of this strategy will be approached the application the intelligent systems, Fuzzy Systems, and the estimation of electrical model of distribuition transformers. The goal with this design is to provide grants to set up a system for regulating the voltage on the low side which is technically and economically feasible to be deployed where conventional solutions, with the inclusion of line regulators, are not.