Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως σκοπό την παράθεση και ανάλυση των μεθόδων που έχουν παρουσιαστεί αυτή τη στιγμή στη διεθνή βιβλιογραφία και αφορούν τον έλεγχο και συγχρονισμό σε δίκτυο των Διασπαρμένων Συστημάτων Παραγωγής Ισχύος (Δ.Σ.Π.Ι.). Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στη Διασπαρμένη Παραγωγή (Δ.Π.) και στα Δ.Σ.Π.Ι. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται και αναλύονται τα κύρια χαρακτηριστικά των στρατηγικών ελέγχου που σχετίζονται με τον έλεγχο των Δ.Σ.Π.Ι. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση και ανάλυση των μεθόδων που χρησιμοποιούνται για το συγχρονισμό των Δ.Σ.Π.Ι. με το δίκτυο. Στο τέταρτο κεφάλαιο, όμοια με προηγούμενα, έγινε προσπάθεια για παρουσίαση των στρατηγικών ελέγχου των Δ.Σ.Π.Ι. σε περίπτωση που έχουμε εσφαλμένο δίκτυο. / The aim of this master thesis , is the presentation and analysis of the control strategies which are implemented on the distributed power generation systems(grid connection. Moreover, grid synchronization methods of DPGS are presented and evaluated. Control strategies when running on grid faults are also presented.

Daktaro disertacijoje tyrinėjamos vėjo elektrinių balansavimo galimybės panaudojant energijos kaupimo sistemas ir sprendžiamas balansavimo galių valdymo uždavinys. Darbo metu buvo ištirta vėjo elektrinių prognozavimo paklaidų įtaka balansavimo galioms, sudaryti balansavimo galių valdymo ir energijos kaupimo sistemų dinaminiai modeliai ir nustatyti tokių sistemų parametrai vėjo elektrinių galių subalansavimui atsižvelgiant į valdymo signalo kitimo greitį ir balansuojančių elektrinių galios keitimo spartą. Darbo išvados ir sukaupta informacija yra reikšminga integruojant energijos kaupimo sistemas į automatinio generavimo valdymo sistemos darbą. Pasiūlyti sprendimai leidžia tiksliau nustatyti reguliavimo rezervo apimtis bei pagerinti sistemos režimo parametrų valdymo kokybę. / Wind power balancing using energy storage systems as well as balancing control strategies are investigated in the thesis. The wind power balancing options are expanded by proposed dynamic models according to control signal rate of change and power plants ramp rates. The influence of wind power forecasting errors to regulating power reserve was investigated. The required energy storage system parameters for wind power balancing were determined and the regulation intensity of conventional power plants was reduced. The results obtained in the thesis are useful for energy storage systems integration into the central automatic generation control system. The solutions proposed let to increase the determination accuracy of regulating active power reserves and improve the quality of the system control parameters.

L’alimentation de charges non linéaires par une source d’alimentation, dans un réseau électrique, est fréquemment soumise à des perturbations et/ou déséquilibres du courant d’alimentation reçu par la charge. Les perturbations du courant d’alimentation désignent la présence d’harmoniques dans le courant d’alimentation, celui-ci n’étant alors pas sinusoïdal, ainsi que la présence d’une puissance réactive trop importante circulant sur le réseau. Les déséquilibres du courant d’alimentation se traduisent, dans un réseau polyphasé, par une mauvaise répartition des courants d’alimentation dans les différentes phases induisant un courant non nul dans le neutre côté source. En outre, dans un réseau électrique de type réseau public de distribution, ces perturbations ou déséquilibres peuvent être soumis à une réglementation du fournisseur d’énergie, c’est ainsi qu’il est utile de mettre en place un dispositif efficace pour minimiser ces perturbations et déséquilibres afin d’améliorer la qualité de l’énergie électrique. Le filtrage actif est une solution efficace qui consiste à injecter un courant adapté sur le réseau pour réduire les perturbations. Toutefois, les solutions actuelles ne permettent pas d’équilibrer les courants d’alimentation de manière efficace, et peuvent même s’avérer inefficaces pour réduire les perturbations si les tensions d’alimentation sont déséquilibrées. En outre, ces solutions ne sont généralement pas utilisable à la fois en monophasé ou en polyphasé, ni avec un fil de neutre. Le travail faisant l’objet de cette thèse vise à proposer une loi de commande générique, c’est-à-dire adaptable au cas monophasé, triphasé, polyphasé, pour un filtrage actif parallèle dont les performances (THD, facteur de déséquilibre, ..) sont améliorées par rapport à l’art existant surtout lorsque le réseau de distribution est perturbé. La recherche de solutions simples à implanter et robustes dans leur performance fait également partie de nos objectifs. La démarche est conduite par la voie de la simulation numérique et les propositions sont validées en laboratoire via une maquette expérimentale raccordée sur le réseau basse tension. A noter que les objectifs font apparaitre un caractère méthodologique fort, donnant lieu à de nombreuses déclinaisons tant par la nature du réseau (monophasé, triphasé, avec ou sans neutre, ..) que par les caractéristiques des perturbations (charges non-linéaires, déséquilibres, perturbations,....). / Feeding non-linear loads by a power source in an electric network is frequently subject to disturbances and / or unbalances in the supply current received by the load. The disturbances of the supply current denote the presence of harmonics, its waveform being non sinusoidal as well as the presence of too much reactive power circulating in the network. The unbalances in the supply current in a polyphase network (including three phase) manifest by a bad repartition of these supply currents in different phases resulting in a non-zero current in the neutral line at the source side. In addition, in a public distribution electrical network, these disturbances or unbalances may be subject to additional charges by the energy supplier, it is thus useful to implement an effective system to minimize these disturbances and unbalances in order to improve the quality of electrical energy. The active filter is an effective solution that consists in the injection of a suitable current into the network to reduce disturbance. However, the present solutions of active filters do not help to balance the supply currents efficiently, and may even be ineffective in reducing the disturbances if the supply voltages are unbalanced. Moreover, proposed solutions are generally not adapted to both single-phase or polyphase, or with a neutral wire. The work in this thesis aims to propose a generic control strategy for a shunt active filter, i.e. suitable for single-phase three phases and polyphase, whose performance (THD, unbalance factor...) are improved compared to the existing state of the art especially when the distribution system is disturbed. The quest for solutions simple to implement and robust in their performance is also part of our objectives. The proposed approach is conducted using computer simulation and validated on a laboratory experimental model connected to the low voltage network. Note that the objectives uncover a strong methodological trait, giving rise to many declensions by the nature of the network (single phase, three phases with or without neutral ...)

Neste momento o Brasil possui uma das mais renováveis matrizes energéticas do mundo, mas o desafio de reduzir os níveis de emissão, permitir o crescimento econômico e atender a aproximadamente um milhão de pessoas sem energia elétrica no pais, requer a pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias que possibilitem a utilização de fontes limpas e sustentáveis de energia, como é a energia eólica. A energia eólica é considerada, entre as alternativas renováveis existentes, a mais viável no mercado de energia, devido à baixa relação custo/benefício de exploração, tendo apresentado um crescimento exponencial ao longo dos anos. Os principais sistema eólicos classificam-se de acordo com sua operação em dois tipos: sistemas com operação a velocidade fixa e sistemas com operação a velocidade variável. Durante muitos anos a liderança do mercado foi para os geradores que operam a velocidade fixa, sendo a máquina mais usada o gerador de indução de rotor em gaiola (SCIG). A partir do ano 2000, a supremacia no mercado passou a ser para o gerador de velocidade variável. Hoje, tem-se dois tipos de geradores amplamente utilizados em sistemas eólicos que operam a velocidade variável: o gerador síncrono e o gerador de indução com rotor bobinado. Neste trabalho será estudada uma das máquinas que operam a velocidade variável e utilizam geradores de indução com rotor bobinado: o gerador de indução duplamente alimentado (DFIG). Sua importância é principalmente o controle independente da potência ativa e da potência reativa fornecida para a rede elétrica, e à operação com máxima eficiência na conversão de energia. Neste contexto, este trabalho apresenta uma análise comparativa de um sistema de geração utilizando máquinas do tipo DFIG com quatro estratégias de controle: controle da potência ativa e da tensão nos terminais da máquina, controle da potência reativa e da tensão nos terminais da máquina, controle da velocidade de rotação e da tensão nos terminais da máquina, controle da potência ativa e da potência reativa fornecidas pela máquina ao sistema. Esta análise é feita comparando o comportamento do sistema quando sujeito a diversas situações, tais como: variações da demanda de potência da carga elétrica, variações do torque mecânico e ocorrência de uma falta trifásica. O desempenho de sistemas de geração eólica com SCIG também é incluído nesta análise para ilustrar de maneira quantitativa os ganhos obtidos com o uso do DFIG. Os resultados obtidos ilustram as virtudes de cada uma das diferentes possibilidades de modos de operação do DFIG em um sistema de distribuição e permitem uma melhor compreensão da vantagem do desempenho do DFIG em relação à utilização do SCIG. / At present Brazil has one of the most renewable energy matrices in the world, but the challenge of reducing emission levels, allowing the economic growth, and helping about 1 million people without electric energy in the country, requires research and development of new technologies that enable the use of clean and sustainable energy sources, such as wind power. Wind energy is considered among the existing renewable alternatives the more viable in the energy market, due to the low cost / benefit ratio of exploitation, having experienced exponential growth over the years. The wind system are classified according to their operation into two types: operating systems with fixed speed and systems with variable speed operation. For many years the leadership in the market was for fixed speed generator, being the most used machine, the induction generator rotor cage (SCIG). From 2000, the leadership in the market was for variable speed wind turbine. Today, there are two types of wind generators widely used in systems that operate at variable speed: synchronous generator and generator with wound rotor induction. In this work we will study one of the machines that operate at variable speed and use induction generators with wound rotor: the doubly-fed induction generator (DFIG). Its importance is mainly the independent control of active power and reactive power supplied to the grid, and operating at maximum efficiency in energy conversion. In this context, this work presents a comparative analysis of a generation system using DFIG type machines with four control strategies: control of active power and voltage at the terminals of the machine, control of reactive power and voltage at the machine terminals, control the rotational speed and tension in the machine terminals, control of active power and reactive power supplied by the machine. This analysis is done by comparing the behavior of the system when subjected to various situations, such as variations in power demand of electric load, changes in the mechanical torque and the occurrence of a three-phase fault. The performance of wind power generation systems with SCIG is also included in this analysis to illustrate quantitatively the gains obtained using DFIG. The results illustrate the virtues of each of the different possible operating modes of the DFIG in a distribution system and allow a better understanding of the performance advantage of the machine DFIG over the use of the machine SCIG.

Neste momento o Brasil possui uma das mais renováveis matrizes energéticas do mundo, mas o desafio de reduzir os níveis de emissão, permitir o crescimento econômico e atender a aproximadamente um milhão de pessoas sem energia elétrica no pais, requer a pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias que possibilitem a utilização de fontes limpas e sustentáveis de energia, como é a energia eólica. A energia eólica é considerada, entre as alternativas renováveis existentes, a mais viável no mercado de energia, devido à baixa relação custo/benefício de exploração, tendo apresentado um crescimento exponencial ao longo dos anos. Os principais sistema eólicos classificam-se de acordo com sua operação em dois tipos: sistemas com operação a velocidade fixa e sistemas com operação a velocidade variável. Durante muitos anos a liderança do mercado foi para os geradores que operam a velocidade fixa, sendo a máquina mais usada o gerador de indução de rotor em gaiola (SCIG). A partir do ano 2000, a supremacia no mercado passou a ser para o gerador de velocidade variável. Hoje, tem-se dois tipos de geradores amplamente utilizados em sistemas eólicos que operam a velocidade variável: o gerador síncrono e o gerador de indução com rotor bobinado. Neste trabalho será estudada uma das máquinas que operam a velocidade variável e utilizam geradores de indução com rotor bobinado: o gerador de indução duplamente alimentado (DFIG). Sua importância é principalmente o controle independente da potência ativa e da potência reativa fornecida para a rede elétrica, e à operação com máxima eficiência na conversão de energia. Neste contexto, este trabalho apresenta uma análise comparativa de um sistema de geração utilizando máquinas do tipo DFIG com quatro estratégias de controle: controle da potência ativa e da tensão nos terminais da máquina, controle da potência reativa e da tensão nos terminais da máquina, controle da velocidade de rotação e da tensão nos terminais da máquina, controle da potência ativa e da potência reativa fornecidas pela máquina ao sistema. Esta análise é feita comparando o comportamento do sistema quando sujeito a diversas situações, tais como: variações da demanda de potência da carga elétrica, variações do torque mecânico e ocorrência de uma falta trifásica. O desempenho de sistemas de geração eólica com SCIG também é incluído nesta análise para ilustrar de maneira quantitativa os ganhos obtidos com o uso do DFIG. Os resultados obtidos ilustram as virtudes de cada uma das diferentes possibilidades de modos de operação do DFIG em um sistema de distribuição e permitem uma melhor compreensão da vantagem do desempenho do DFIG em relação à utilização do SCIG. / At present Brazil has one of the most renewable energy matrices in the world, but the challenge of reducing emission levels, allowing the economic growth, and helping about 1 million people without electric energy in the country, requires research and development of new technologies that enable the use of clean and sustainable energy sources, such as wind power. Wind energy is considered among the existing renewable alternatives the more viable in the energy market, due to the low cost / benefit ratio of exploitation, having experienced exponential growth over the years. The wind system are classified according to their operation into two types: operating systems with fixed speed and systems with variable speed operation. For many years the leadership in the market was for fixed speed generator, being the most used machine, the induction generator rotor cage (SCIG). From 2000, the leadership in the market was for variable speed wind turbine. Today, there are two types of wind generators widely used in systems that operate at variable speed: synchronous generator and generator with wound rotor induction. In this work we will study one of the machines that operate at variable speed and use induction generators with wound rotor: the doubly-fed induction generator (DFIG). Its importance is mainly the independent control of active power and reactive power supplied to the grid, and operating at maximum efficiency in energy conversion. In this context, this work presents a comparative analysis of a generation system using DFIG type machines with four control strategies: control of active power and voltage at the terminals of the machine, control of reactive power and voltage at the machine terminals, control the rotational speed and tension in the machine terminals, control of active power and reactive power supplied by the machine. This analysis is done by comparing the behavior of the system when subjected to various situations, such as variations in power demand of electric load, changes in the mechanical torque and the occurrence of a three-phase fault. The performance of wind power generation systems with SCIG is also included in this analysis to illustrate quantitatively the gains obtained using DFIG. The results illustrate the virtues of each of the different possible operating modes of the DFIG in a distribution system and allow a better understanding of the performance advantage of the machine DFIG over the use of the machine SCIG.

Neste momento o Brasil possui uma das mais renováveis matrizes energéticas do mundo, mas o desafio de reduzir os níveis de emissão, permitir o crescimento econômico e atender a aproximadamente um milhão de pessoas sem energia elétrica no pais, requer a pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias que possibilitem a utilização de fontes limpas e sustentáveis de energia, como é a energia eólica. A energia eólica é considerada, entre as alternativas renováveis existentes, a mais viável no mercado de energia, devido à baixa relação custo/benefício de exploração, tendo apresentado um crescimento exponencial ao longo dos anos. Os principais sistema eólicos classificam-se de acordo com sua operação em dois tipos: sistemas com operação a velocidade fixa e sistemas com operação a velocidade variável. Durante muitos anos a liderança do mercado foi para os geradores que operam a velocidade fixa, sendo a máquina mais usada o gerador de indução de rotor em gaiola (SCIG). A partir do ano 2000, a supremacia no mercado passou a ser para o gerador de velocidade variável. Hoje, tem-se dois tipos de geradores amplamente utilizados em sistemas eólicos que operam a velocidade variável: o gerador síncrono e o gerador de indução com rotor bobinado. Neste trabalho será estudada uma das máquinas que operam a velocidade variável e utilizam geradores de indução com rotor bobinado: o gerador de indução duplamente alimentado (DFIG). Sua importância é principalmente o controle independente da potência ativa e da potência reativa fornecida para a rede elétrica, e à operação com máxima eficiência na conversão de energia. Neste contexto, este trabalho apresenta uma análise comparativa de um sistema de geração utilizando máquinas do tipo DFIG com quatro estratégias de controle: controle da potência ativa e da tensão nos terminais da máquina, controle da potência reativa e da tensão nos terminais da máquina, controle da velocidade de rotação e da tensão nos terminais da máquina, controle da potência ativa e da potência reativa fornecidas pela máquina ao sistema. Esta análise é feita comparando o comportamento do sistema quando sujeito a diversas situações, tais como: variações da demanda de potência da carga elétrica, variações do torque mecânico e ocorrência de uma falta trifásica. O desempenho de sistemas de geração eólica com SCIG também é incluído nesta análise para ilustrar de maneira quantitativa os ganhos obtidos com o uso do DFIG. Os resultados obtidos ilustram as virtudes de cada uma das diferentes possibilidades de modos de operação do DFIG em um sistema de distribuição e permitem uma melhor compreensão da vantagem do desempenho do DFIG em relação à utilização do SCIG. / At present Brazil has one of the most renewable energy matrices in the world, but the challenge of reducing emission levels, allowing the economic growth, and helping about 1 million people without electric energy in the country, requires research and development of new technologies that enable the use of clean and sustainable energy sources, such as wind power. Wind energy is considered among the existing renewable alternatives the more viable in the energy market, due to the low cost / benefit ratio of exploitation, having experienced exponential growth over the years. The wind system are classified according to their operation into two types: operating systems with fixed speed and systems with variable speed operation. For many years the leadership in the market was for fixed speed generator, being the most used machine, the induction generator rotor cage (SCIG). From 2000, the leadership in the market was for variable speed wind turbine. Today, there are two types of wind generators widely used in systems that operate at variable speed: synchronous generator and generator with wound rotor induction. In this work we will study one of the machines that operate at variable speed and use induction generators with wound rotor: the doubly-fed induction generator (DFIG). Its importance is mainly the independent control of active power and reactive power supplied to the grid, and operating at maximum efficiency in energy conversion. In this context, this work presents a comparative analysis of a generation system using DFIG type machines with four control strategies: control of active power and voltage at the terminals of the machine, control of reactive power and voltage at the machine terminals, control the rotational speed and tension in the machine terminals, control of active power and reactive power supplied by the machine. This analysis is done by comparing the behavior of the system when subjected to various situations, such as variations in power demand of electric load, changes in the mechanical torque and the occurrence of a three-phase fault. The performance of wind power generation systems with SCIG is also included in this analysis to illustrate quantitatively the gains obtained using DFIG. The results illustrate the virtues of each of the different possible operating modes of the DFIG in a distribution system and allow a better understanding of the performance advantage of the machine DFIG over the use of the machine SCIG.

Made available in DSpace on 2016-08-19T17:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_CARLOS EDUARDO DE CASTRO PASSOS.pdf: 2150267 bytes, checksum: d1c6d6465e01f688b14c5f9beb57ae0b (MD5) Previous issue date: 2013-10-23 / Leprosy control strategies have been improving over the decades. However, in 2011, Brazil still has the largest number of leprosy cases in the Americas (93%) and ranks second case in the world, behind India and ahead of Indonesia. Strengthening this statistic is Maranhão, Brazil placed 4th in the detection of new cases, 3 children under 15 years of age and generally more prevalent in the northeast. This study aimed to analyze the epidemiological indicators recommended for monitoring and evaluation, describing strategies for leprosy control in the state of Maranhão. Thus, we developed a exploratory ecological study of the temporal evolution of the epidemiological leprosy and public policies to control the disease in the period 2002-2011. Regarding control strategies was observed that the state follows the recommendations of the Ministry of Health, however, with low resolution, the administrative and political difficulties for social abyss in which the state is. Identified the main epidemiological and operational indicators of leprosy, in which one might observe a trend of decreasing detection of new cases with strong statistical significance (R2 = 0,83, P <0,0001). On the other hand, new cases multibacillary revealed in inverse trend (R2 = 0,95, P <0,0001). Should be highlighted in the value of maintaining the proportion of cases with grade 2 disability at diagnosis generating a stable trend in the course of the study series. The analysis also showed that the ratio of new cases was significantly higher in Maranhão 74,3 / 100.000 in the country than the average 24,9 / 100.000 , with RR = 2,96 , 95% CI: 1,88 to 4,66 ; p < 0,0001 ; followed the same trajectory as the ratio of new cases in children under 15 years and the annual rate of prevalence. Regarding covariates case detection calls attention to the fall of the difference between the sexes, even keeping a significant difference with respect to male OR = 2,36 [ 95% CI 2,28 to 2,46 ] , p < 0,0001, and the stagnation of prevalence and incidence reason . It was also observed, keeping the number of cities in the five biennia hyperendemic situation of the study and the total period , causing the results pointed to a standard number of cases in the northwest not yet reported by other studies, central and western state, emonstrated by a vision of periods of study and map bubbles that can pass a real dimension of the disease in each municipality analyzed. Thus, the study reveals that even with the control strategies of leprosy undergoing constant maturation processes, leprosy continues as a neglected disease, hyperendemic diagnosed later in the study area with no prospect of exhausting these cases in the coming years, leading to believe that the process of social maturity is a big step towards achieving the goal of disease control. / As estratégias de controle da hanseníase vêm se aprimorando ao longo das décadas. No entanto, em 2012, o Brasil ainda detinha o maior número de casos de hanseníase das Américas (93%) e ocupa o segundo lugar de casos no mundo, atrás da Índia e à frente da Indonésia. Fortalecendo tal estatística encontra-se o Maranhão, 4º colocado do Brasil em detecção de casos novos, 3º em menores de 15 anos de idade e no geral mais prevalente do nordeste. Este trabalho teve como objetivo analisar os indicadores epidemiológicos recomendados para monitoramento e avaliação, descrevendo as estratégias de controle da hanseníase no Estado do Maranhão. Desta forma, desenvolveu-se um estudo ecológico exploratório, da evolução temporal dos indicadores epidemiológicos da hanseníase e das políticas públicas de controle da endemia no período de 2002-2011. Quanto às estratégias de controle, observou-se que o Estado segue as recomendações do Ministério da Saúde, no entanto, com baixa resolutividade, pelas dificuldades politico- administrativas e sociais na qual o Estado se encontra. Identificou-se os principais indicadores epidemiológicos e operacionais da hanseníase, no qual se pôde observar um padrão de tendência decrescente de detecção de casos novos com significância estatística forte (R2=0,83; P<0,0001). Por outro lado, a proporção de casos novos multibacilar revelou-se em tendência inversa (R2=0,95; P<0,0001). Deve ser destacada a manutenção no valor de proporção de casos com grau 2 de incapacidade física no momento do diagnóstico gerando uma tendência estável no decorrer da série do estudo. A análise mostrou ainda que o coeficiente de casos novos no Maranhão foi significativamente maior 74,3/100.000 que a média no país de 24,9/100000, apresentando RR=2,96, IC95%: 1,88-4,66; p<0,0001; seguiu na mesma trajetória o coeficiente de casos novos em menores de 15 anos e o coeficiente anual de prevalência. Com relação às covariáveis de detecção de casos, chama atenção à queda da diferença entre os sexos, mesmo mantendo-se uma diferença significativa com relação ao sexo masculino OR=2,36 [IC95%2,28-2,46]; p<0,0001, e a estagnação da razão prevalência e incidência. Observou-se, também, a manutenção do número de municípios em situação hiperendêmica nos cinco biênios do estudo e no período total, fazendo com que os resultados apontassem um padrão de concentração de casos nas regiões noroeste, ainda não apontada por outros estudos, central e oeste do Estado, demonstrados através de uma visão dos períodos de estudo e mapa em bolhas que conseguem passar uma real dimensão da endemia em cada município analisado. Sendo assim, o estudo revela que mesmo com as estratégias de controle da hanseníase passando por constantes processos de maturação, esta prossegue como uma doença negligenciada, hiperendêmica, com diagnóstico tardio na área de estudo, sem perspectiva de exaurir estes casos nos próximos anos, levando a crer que os processos de avanços sociais e reorganização das políticas públicas sejam o grande passo para o alcance da meta de controle da doença.

Master’s thesis is focused on creating a suitable methodology for determining the parameters of the electronic control unit of the engine. Discusses how the measurement of input data into the methodology, the basic description of its functions and display the resulting values. It includes evaluation of applicability of the methodologies and the real parameters when compared with the parameters established on the basis of established methodology.

Components of Borderline Personality Disorder (BPD) include emotion and cognitive dysregulation. The Emotional Cascade Model (Selby & Joiner, 2009; Selby et al., 2009) suggests negative affect and the cognitive process of rumination could be interchangeably increasing over time, leading to maladaptive behaviors. The current study evaluated negative thinking styles (i.e., anger rumination, sadness rumination, worry, catastrophizing) and thought control strategies (i.e., brooding, reflection, thought suppression) in relation to BPD traits using path analyses in a college student sample (N = 204). Results indicated anger rumination, sadness rumination, and worry indirectly predicted BPD traits through thought suppression, brooding, and reflection. However, catastrophizing did not directly predict any variable. Furthermore, reflection negatively and indirectly predicted BPD traits, while thought suppression and brooding had a positive and indirect effect on BPD traits. Understanding cognitions more in-depth could be influential in the assessment and treatment of BPD. Strengths, limitations, and future directions are discussed.

Heterogeneity, influenced by diverse factors such as age, gender, immunity, behavior, and spatial distribution, plays a critical role in the dynamics of infectious disease transmission. Discrete mathematical structures, including matrices and graphs, can offer effective tools for modeling the interactions among these diverse factors, resulting heterogeneous epidemiological models. This dissertation explores analytical approaches, specifically utilizing eigenvalues and eigenvectors of discrete structures, to characterize heterogeneity within mathematical models of infectious diseases. Theoretical results, along with numerical simulations, enhance our understanding of heterogeneous epidemiological processes and their significant implications for disease control strategies. In this dissertation, we introduce a unified approach to establish the final size formula in heterogeneous epidemic models, based on a new concept of “total infectious contacts” as an eigenvector-based aggregation of disease compartments. This approach allows us to identify the peak of total infectious contacts, offering a novel method to pinpoint the turning point of a disease outbreak. Furthermore, we examine spatial heterogeneity through two distinct mathematical frameworks: the Lagrangian and Eulerian models. The Lagrangian model assesses the epidemiological consequences of spatio-temporal residence time matrices, while the Eulerian model investigates “Turing instability” as a new underlying mechanism for spatial heterogeneity observed in disease prevalence data.