Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-11T14:02:57Z No. of bitstreams: 1 joseantoniochiabaibento.pdf: 931983 bytes, checksum: e18793314d0e558922ed90cb19474dbb (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:37:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joseantoniochiabaibento.pdf: 931983 bytes, checksum: e18793314d0e558922ed90cb19474dbb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joseantoniochiabaibento.pdf: 931983 bytes, checksum: e18793314d0e558922ed90cb19474dbb (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A penetração de parques eólicos nos sistemas elétricos de potência tem apresentado um grande crescimento no Brasil e no mundo devido à disponibilidade da matéria prima, os ventos, e à necessidade de reformulação das matrizes energéticas a fim de reduzir os impactos ambientais decorrentes da geração de energia elétrica. Porém, as usinas eólicas apresentam variações nos despachos de potência devido à variabilidade de velocidade dos ventos. Estas variações causam impactos no sistema, podendo afetar a confiabilidade e a estabilidade de tensão. Além disto, a operação de determinados tipos de aerogeradores requer suporte adicional de potência reativa. Uma opção para aumentar as margens operativas e acomodar as intermitências de regime dos ventos em sistemas elétricos de potência consiste na utilização de compensadores estáticos de reativos (CER) junto às usinas eólicas. Estes equipamentos FACTS (Flexible AC Transmission Systems) provêm suporte de potência reativa variável e de rápido controle, de acordo com os requisitos operacionais dos aerogeradores. Neste sentido, o presente trabalho apresenta uma metodologia para ajuste ótimo dos parâmetros do CER visando dar suporte de potência reativa para a operação de usinas eólicas em sistemas elétricos de potência. Para representar as intermitências no despacho de potência dos aerogeradores, a metodologia proposta considera diferentes cenários de vento. O problema é modelado através de fluxo de potência ótimo (FPO), associado à técnica de decomposição matemática de Benders. Os parâmetros de ajuste do CER são a tensão de referência e o coeficiente de inclinação da curva característica deste equipamento em regime permanente. Destaca-se que o ajuste ótimo deste coeficiente é inédito na literatura especializada. Testes com sistemas do IEEE são realizados para validar a metodologia proposta. / The penetration of wind farms in power systems has shown tremendous growth in Brazil and in the world due to the availability of the raw material, the wind, and the need to redefine the energy mix to reduce the environmental impacts from the electrical energy generation. However, the wind farms have variable outputs due to the variation of wind speeds. These outputs impact the power system and can affect the reliability and the voltage stability. Besides, the operation of some aerogenerators requires additional support of reactive power. An option for handling this feature and increasing the operative margins of power systems is the use of static VAr compensators (SVC) together with the wind farms. These FACTS devices (Flexible AC Transmission Systems) provide a variable reactive power support, with a fast control according to the operational requirements of the aerogenerators. In this sense, this work presents a methodology for the optimal adjustment of the SVC parameters to give reactive power support for wind farms operating in power systems. The proposed methodology considers different wind scenarios to represent the variations of the wind farms outputs. The problem is modeled through an optimal power flow (OPF) and the Benders decomposition technique. The SVC parameters for adjustment are its reference voltage and the coefficient of its characteristic curve in stable state. It can be highlighted that the adjustment of this coefficient is innovative for the literature. Tests with systems of the IEEE are performed to validate the proposed methodology.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The constant human need for electricity, as well as the increasing demand for energy causes the use of finite sources, as oil and coal. The search for alternative energy sources as wind harvesting is the motivation for this master dissertation. Wind energy is a consolidated technology, mostly based on three blades wind turbine. This master thesis constitutes an analysis of a non-conventional wind machine, named Magnus wind turbine. The turbine s operation is based on the Magnus effect and its difference with respect to the traditional type is that it has rotating cylinders instead of fixed blades, which benefits an increase of generated power, since this turbine can produce power from low wind speeds. A method to track the maximum power point based on the control of the cylinders rotation is proposed, whereas in literature only fixed values were found for this variable. This Magnus turbine is used to drive a permanent magnet synchronous generator as a way to prove the theoretical predictions. The electrical generator also uses a specific method to track the maximum power point for the whole set. Simulated and practical results are demonstrating the performance of the Magnus wind turbine driving a permanent magnet synchronous generator. / A constante necessidade de energia elétrica, assim como o aumento de demanda, implica no uso de fontes de energia que são finitas, como o petróleo e o carvão. A busca por fontes alternativas de energia como a eólica é a motivação para este trabalho, também por a energia eólica ser uma tecnologia já consolidada, utilizando principalmente turbinas de três pás para a geração de energia. Esta dissertação trata da análise de uma turbina eólica não convencional, conhecida como turbina eólica Magnus para acionamento de geradores elétricos. A operação desta turbina é baseada no efeito Magnus e seu grande diferencial é que ao invés de pás fixas possui cilindros giratórios que ajudam no incremento de potência, já que a turbina pode produzir potência mesmo com baixas velocidades de vento. Um método de rastreamento de máxima potência é proposto baseando no controle da velocidade de rotação dos cilindros, já que na literatura são considerados apenas valores fixos para esta variável. A turbina Magnus é acoplada a um gerador síncrono a imã permanente, como forma de demonstração da precisão do método proposto na determinação do seu ponto de máxima potência. Paralelo a isto, o gerador também utiliza um método de rastreamento de máxima potência para que o conjunto inteiro trabalhe no ponto de máxima potência. Os resultados de simulação e práticos são apresentados para demonstrar o desempenho da turbina Magnus acoplada a um gerador síncrono a imã permanente.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-13T12:14:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Henrique Azevedo - Tese de Mestrado - Finalizada_Rev13_Hen_Alex_Nad_Rob_ABNT_Gus_Bib-1.pdf: 2536238 bytes, checksum: 092410d49ebfec82ff6f89b7a23f93e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T12:14:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Henrique Azevedo - Tese de Mestrado - Finalizada_Rev13_Hen_Alex_Nad_Rob_ABNT_Gus_Bib-1.pdf: 2536238 bytes, checksum: 092410d49ebfec82ff6f89b7a23f93e3 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Desde a década de 1980, a tecnologia de energia eólica sofreu um imenso crescimento em relação tanto ao tamanho da turbina quanto à capacidade instalada a nível mundial. Como a demanda por turbinas eólicas de grande escala e de custo mais baixos de operação e manutenção continua a crescer, o interesse nos sistemas de monitoramento de condição (CMS, do inglês Condition Monitoring System) tem aumentado rapidamente. Os principais componentes (MC, do inglês Main Components) das turbinas eólicas são o foco de praticamente todos CMS já que eles provocam um elevado custo de reparo e tempo de parada. Entretanto, uma grande parte das falhas em MC é causada por danos secundários devido a uma falha de um subcomponente. O objetivo deste trabalho é apresentar e propor um método de análise para identificar defeitos em componentes principais ou subcomponentes de uma turbina eólica. O método de análise proposto se baseia em técnicas de sinais temporais de vibração, nas transformadas rápidas de Fourier e análises envelope obtidas através da transformada de Hilbert. A aplicação do método, em uma turbina eólica instalada em um parque eólico real, permitiu a identificação, com sucesso, de um defeito no rolamento, o qual foi substituído confirmando a falha. / Since the decade of 1980s, wind energy technology has undergone tremendous growth over both turbine size and worldwide installed capacity. As the demand for wind turbines of large-scale and lower cost of operation and maintenance continues to grow, interest in condition monitoring system (CMS) has increased rapidly. The main components (MC) of the wind turbines are the focus of almost all CMS since they cause a high repair cost and downtime. However, a large portion of the MC faults are caused by secondary damages due to a subcomponent failure. The objective of this work is to present and propose a method of analysis to identify defects in major components or subcomponents of a wind turbine. The proposed analysis method is based on time wave analysis, fast Fourier transforms analysis and envelope analysis through Hilbert transforms. The application of the method in a wind turbine installed in a real wind farm, identified a bearing defect successfully, which was replaced confirming the failure.

Orientador: Edgardo Manuel Latrubesse / Resumo: Compreender a evolução paleoclimática do Quaternário na região Nordeste do Brasil (NEB) é parte fundamental para entender como tem funcionado a circulação atmosférica na faixa tropical da América do Sul. Nesse contexto, o campo de dunas eólicas estabilizadas do Médio Rio São Francisco é um “geoproxy” de grande potencial principalmente por fornecer informações sobre o comportamento dos paleoventos durante os estágios de formação e desenvolvimento das dunas eólicas presentes nesta região. A magnitude e tipo das dunas arenosas presentes neste campo eólico são características particulares desta área em relação a outros registros eólicos da América do Sul tropical. Assim, o principal objetivo deste trabalho é propor um modelo de organização espacial dos padrões eólicos predominantes, inferir mecanismos de desencadeamento e expansão do campo de dunas, e contribuir com o entendimento paleoclimático do NEB a partir de resultados de datações por luminescência optica dos principais padrões de dunas eólicas integrados com outros dados proxies da região. Baseado na combinação de métodos de sensoriamento remoto, morfoestratigrafia e datação por luminescência óptica, definimos as unidades morfosedimentares do campo eólico e, secundariamente, da planície aluvial do Rio São Francisco. Devido a pouca informação de subsuperfície, analisamos dados prévios da planície flúvio-eólica com objetivo de entender a estruturação do arcabouço no qual ocorreu a expansão do campo eólico. Usamos mapa prévio... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The paleoclimatic knowledge of the Quaternary period of Northeastern Brazil (NEB) is key to understanding how atmospheric circulation has worked in the tropical zone of South America. In this context, the inactive dune field in the Middle São Francisco River is a “geoproxy” of great potential mainly because it provides information on the behavior of paleowinds during the formation and development stages of the aeolian dunes present in this region. The magnitude and type of sandy dunes present in this dune field are particular characteristics of this area in relation to other wind records in tropical South America. Thus, the main objective of this work is to propose a model of spatial organization of the prevailing aeolian patterns, to infer mechanisms of triggering and expansion of the dune field, and to contribute to the paleoclimatic understanding of NEB from results of dating by optical luminescence of the main patterns aeolian dunes integrated with other proxies data from the region. Based on the combination of remote sensing, morphostratigraphy and optical luminescence dating, were define the morphosedimentary units of the dunefield, and secondarily of the alluvial plain of the São Francisco River. Due to scarcity of subsurface information, we analyzed previous data from the fluvial-aeolian plain in order to understand the structure of the framework in which the expansion of the dunefield occurred. Were used a previous map derived from magnetic anomaly data, sedimentary ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dans le Sud-Ouest de l’État du Rio Grande do Sul, la Pampa brésilienne comprend des taches de sable (areal) enclavées dans le paysage.Elles sont en lien avec des dépôts éoliens stabilisés et/ou instables, hérités d’un climat plus sec que l’actuel et constituent des indicateurs importants pour la compréhension de ce paysage. L’objectif de la thèse est d’identifier la dynamique de l’érosion à partir des traits géomorphologiques principaux du milieu (forme, matériaux superficiels). Les procédures méthodologiques comprennent des travaux de terrain et en laboratoire. Les prospections de terrain ont conduit à la cartographie et permis également de déterminer des points pour le prélèvement des échantillons de sédiments en vue des analyses granulométriques, morphoscopiques et de la datation des matériaux par la méthode de LOS - Protocole SAR. Au plan sédimentologique, les matériaux sont composés notamment par des sables quartzeux, de classe modale Sable Fin. Les caractéristiques morphologiques et optiques des grains de sable renseignent sur la compétence éolienne et sur le transport. La distribution des traits géomorphologiques, associée aux unités de relief, indique que les dépôts éoliens ont lieu substantiellement sur les sommets des collines, suivis par les vallées sèches. D’après l’occupation du sol on note une augmentation significative de la superficie destinée aux cultures annuelles au détriment de celle destinée aux prairies. La Pampa possède comme aptitude l’élevage, mais la conversion des pâturages en parcelles cultivées a intensifié la pression sur les ressources hydriques, la végétation herbacée et sur les sols sableux. / In southern Brazil exposes sand spots embedded in Brazilian Pampa landscape. Both stable and/or unstable wind deposits represent the inheritance of a drier climate than the current one and provide important paleoclimatic evidences for understanding this landscape. The objective of this thesis is to identify, associations between the current geomorphological features and the quaternary surface formations, as well as the erosive/depositional dynamics acting on these features, in the context of an area historically submitted to agricultural pressure. Methodological procedures included field, cabinet and laboratory work steps. Field observations led to the initial interpretations on the morphological evolution of stable and/or unstable eolian deposits, as well as to the survey of the four points of collection of sedimentary material, for both granulometric and morphological analyzes and for absolute dating, which was established by optically stimulated luminescence method (SAR protocol). The sediments are predominantly composed by quartz sands, of Fine sand modal class, varying to lesser fractions of Medium sand and Very fine sand. Both morphological and optical characteristics of the sediments clarify the eolic competence over the particles and their mobilization, demonstrating a certain degree of selection. The geomorphological features distribution associated to the relief units shows that the eolic deposits occur substantially on the tops of hills, followed by dry valleys. In relation to land uses, which was mapped between 1982 and 2016, there is a significant increase in the area devoted to crops, in detriment to the field one. The Pampas has livestock as its primary aptitude, but the conversion of land use, especially from pasture fields to crop, intensifies the pressure on water resources, on herbaceous vegetation and on sandy soils, which are particularly sensitive to erosion. / O Sul do Brasil expõe manchas de areia encravadas na paisagem do Pampa brasileiro. Os depósitos eólicos estáveis e/ou instáveis representam a herança de um clima mais seco do que o atual e fornecem evidências paleoclimáticas importantes para a compreensão dessa paisagem. O objetivo deste estudo é identificar associações entre as feições geomorfológicas atuais e as formações superficiais quaternárias, assim como as dinâmicas erosivas/deposicionais atuantes nessas feições, no contexto de uma área submetida historicamente à pressão agrícola. Os procedimentos metodológicos incluíram etapas de trabalho de campo, de gabinete e de laboratório. A observação de campo conduziu interpretações sobre a evolução morfológica dos depósitos eólicos e o levantamento dos quatro pontos de coletas de material sedimentar eólico, para análises granulométrica, morfoscópica e para a realização de datação absoluta pelo método LOE. Os sedimentos são compostos predominantemente por areias quartzosas, de classe modal Areia Fina. As características morfológicas e ópticas dos sedimentos esclarecem quanto à competência eólica sobre as partículas e sobre seu transporte, demostrando certo grau de selecionamento. A distribuição das feições geomorfológicas, associada às unidades de relevo mostra que os depósitos eólicos ocorrem substancialmente sobre os topos de colinas, seguido de vales secos. Os usos da terra, há um aumento significativo da superfície destinada à Lavoura, em detrimento à de Campo. O Pampa possui, como aptidão a pecuária, mas a conversão de uso em lavoura, intensifica a pressão sobre os recursos hídricos, vegetação herbácea e solos francamente arenosos, sensíveis à erosão.

O trabalho dedica-se ao estudo das torres eólicas protendidas de concreto, com a finalidade de promover a discussão sobre os critérios de dimensionamento, tema de grande relevância na atualidade. Para tal, foi considerada uma torre eólica de 100 m de altura provida de turbina de 5 MW, cujas ações foram obtidas da literatura. O carregamento de vento ao longo da torre foi tratado como estático equivalente de acordo com disposições normativas, através de uma forma simplificada para a adoção de uma velocidade de projeto equivalente à incidente no rotor. Com base na literatura, apenas as condições mais críticas foram adotadas no dimensionamento. As combinações entre os carregamentos e os coeficientes parciais de segurança foram delineados a partir do método dos estados limites, o qual se encontra amplamente difundido em normas de projeto. Os esforços e deslocamentos na torre foram obtidos pelo método dos elementos finitos com discretização em elementos finitos unidimensionais, considerando as não linearidades física e geométrica por intermédio do acoplamento de um programa comercial de elementos finitos com algoritmo desenvolvido em linguagem MATLAB, que tanto define as diversas geometrias de cada elemento ao longo da torre (seção variável), como obtém para cada um: a armadura ativa longitudinal a partir de perdas de protensão recalculadas, o diagrama momento-curvatura-força normal, e a armadura passiva longitudinal escalonada, que é otimizada durante o processo do dimensionamento. Quanto à resistência ao esforço cortante das seções anulares, foi proposto um modelo que apresentou boa concordância com os resultados experimentais obtidos na literatura. Além dos concretos convencionais, é discutido o estado-da-arte do concreto de ultra-alto desempenho reforçado com fibras, CUADRF, tratando sobre seu desenvolvimento histórico, composição, diferentes tipos, propriedades mecânicas, aplicações, recomendações para projeto e as simplificações adotadas quanto ao seu uso nas torres eólicas. Ao final foram realizadas análises paramétricas relativas à geometria e à classe de concreto para dois tipos de torres: em tronco de cone e de variação parabólica. Uma das principais conclusões do trabalho é que a otimização da área de aço passivo ocorre de forma sistemática para as torres de frequência natural mais baixa, tornando indispensável o uso de um modelo não linear para o correto dimensionamento. Além disso, as torres obtidas foram comparadas através do custo material total, constatando-se que as torres mais econômicas possuíam variação parabólica. Isso permitiu aferir um valor inicial para o qual o uso do CUADRF em torres eólicas passaria a ser competitivo. / The work is dedicated to the study of prestressed wind towers of concrete, in order to promote discussion on the design criteria, highly relevant topic today. For this purpose, it was considered a wind tower 100 m high provided with 5 MW turbine, whose actions were obtained from the literature. The wind loading along the tower was treated as static equivalent in accordance with design codes, through a simplified way for the adoption of a design speed equivalent to that incident on the rotor. Based on the literature, only the most critical conditions were adopted in the design. The combinations between loads and partial safety factors were outlined by the limit states method, which is widespread in design standards. The forces and displacements in the tower were obtained by the finite element method with discretization in frame elements, through material and geometric nonlinearities. This was done through coupling of a commercial finite element program with algorithm developed in MATLAB language, which defines both the various geometries of each element along the tower (variable section), and obtains for each: prestressing reinforcement from recalculated prestressing losses, the moment-curvature-normal diagram, and the stepped longitudinal passive reinforcement that is optimized during the design process. For the shear strength of the annular sections, a model that showed good agreement with the experimental results obtained in the literature was proposed. In addition to conventional concrete, the state-of-the art of ultra-high performance fiber reinforced concrete, UHPFRC, is discussed, dealing on its historical development, composition, different types, mechanical properties, applications, recommendations for design and simplifications adopted on its use in wind towers. At the end were performed parametric analyzes of the geometry and the concrete class for two types of towers: frustoconical and with parabolic variation. One of the main conclusions is that the optimization of passive steel area occurs systematically to the lower natural frequency towers, making it essential to use a nonlinear model for proper design. Moreover, the towers obtained were compared with the total material cost, having noticed that most economical towers had parabolic variation for the constraints here imposed. This allowed the assessment of an initial value for which the use of UHPFRC in wind turbine towers would be competitive.

Diante da crescente penetração da energia elétrica gerada por unidades eólicas no sistema elétrico de inúmeros países, a presente dissertação de mestrado investiga os problemas de estabilidade transitória, para geradores síncronos, de estabilidade de tensão, para geradores síncronos e aerogeradores e de estabilidade de velocidade, para aerogeradores, em sistemas de transmissão de energia elétrica, frente a grandes perturbações. São estabelecidas comparações entre os diferentes comportamentos dinâmicos de cada tipo de unidade eólica, referentes aos tipos A, B, C e D. Também, são verificados os efeitos de contingências aplicadas a sistemas teste, na presença de sistemas de geração convencionais dotados de geradores síncronos e parques eólicos compostos pelos tipos de unidades eólicas citadas, a fim de verificar a relação entre os diferentes sistemas de geração. As simulações realizadas contemplam aspectos dinâmicos de modelos genéricos de aerogeradores. São estudadas as partes constituintes de aerogeradores, realizadas as modelagens e discutidos os métodos de controle usuais. As principais características dos modelos genéricos de unidades eólicas, assim como os respectivos diagramas de bloco para cada modelo são apresentados. As simulações são realizadas no programa computacional PSS/E, cujos modelos, já validados, representam aerogeradores reais de fabricantes distintos. É observado que as diferentes características dos modelos de unidades eólicas e as estratégias de controle empregadas para atenuar os efeitos negativos de contingências impostas ao sistema, influenciam significativamente o perfil da tensão e o fluxo de potência na rede elétrica. Este fato é refletido em diferentes respostas dos sistemas de geração. As unidades eólicas mostram-se resistentes à perderem a estabilidade e apresentam-se capazes de estabilizar um sistema elétrico de potência, devido aos mecanismos de controle de velocidade e potência dos mesmos. A violação da curva LVRT mostra-se a principal causa da desconexão de aerogeradores da rede elétrica. Verifica-se neste trabalho que os aerogeradores somente tornam-se instáveis quando os geradores síncronos perdem o sincronismo, ou quando o controle do torque aerodinâmico é desconsiderado. / Considering the growing penetration of electrical energy generated by wind turbines in the power system of numerous countries, the present masters dissertation investigates the problems of transient stability, for synchronous generators, voltage stability, for synchronous generators and aerogenerators, and velocity stability, for aerogenerators, in transmission systems, before large disturbances. Comparisons are made between the different dynamic behaviors of each type of wind energy conversion system, namely types A, B, C and D. The effects of contingencies in some test systems in the presence of wind farms with different types of aerogenerators and conventional synchronous generators are verified, whose aim of the simulations is to analyze the relation between the different generation systems. The simulations performed contemplate dynamic aspects of generic models of wind turbines. The components of wind turbines are studied, the modeling of these components is elaborated and the usual control methods are discussed. The main characteristics of generic wind models and the diagram blocks are presented. The simulations were performed in software PSS/E, whose models already validated, represent real machines. The different characteristics of aerogenerator models and the control strategies employed to mitigate the negative consequences, from several contingencies, significantly influence the voltage profile and the power flow network. This fact implies in different responses of generation systems. It is verified that wind generators are very robust to perturbations and contribute to the stabilization of synchronous generators in a power system, increasing the average critical clearing times. Unstable modes related to the acceleration of the wind generator rotor are hardly ever observed due to the existing mechanisms of control of speed and generated power. It is observed that violation of the LVRT curve is the main cause of disconnection of wind turbines from the grid and it consists of the main cause of power system collapse triggered by problems in this type of generators.

Estudos convencionais de identificacao e de viabilidade de potenciais de producao de energia eletrica eolica e hidroeletrica de pequena escala demandam trabalhos de campo que, muitas vezes, implicam na inviabilidade economica do negocio em funcao dos seus onerosos custos. Alem disso, a execucao desses trabalhos nao assegura ao investidor a recuperacao desses onerosos recursos despendidos, principalmente se o potencial estudado apresentar inviabilidade tecnico-economica. Acrescenta-se ainda a esse risco, a possibilidade do investidorexecutor dos estudos iniciais (estimativa e inventario/viabilidade) nao contrair a outorga de exploracao do potencial, que e oferecida publicamente pelo Orgao Regulador. Entretanto, esse risco pode ser mitigado com a indicacao orientativa de viabilidade, com custos reduzidos. Por outro lado, ha uma forte tendencia de implantacao de pequenas centrais de producao de energia, caracterizadas como \"Geracao Distribuida\" (GD), em virtude dos atuais incentivos regulatorios para essas fontes, das recentes restricoes ambientais e da escassez de investimentos em grandes projetos. Neste contexto, esta dissertacao apresenta um modelo de obtencao de pre-viabilidade de potenciais fundamentado em caracteristicas tecnicas de componentes de Usinas Eolicas (EOL\'s) e Pequenas Centrais Hidreletricas (PCH\'s), com atributos fisicos geograficamente representados e consultados em um ambiente de geoprocessamento informatizado. Esse modelo proposto realiza estimativa de indicadores tecnico-economicos de centrais, produzindo estudos de pre-viabilidade com rapidez e baixo custo. De posse desse modelo o investidor pode simular a implementacao de varios aproveitamentos eolicos e hidroeletricos, antes de mobilizacao e de levantamentos de campo mais precisos e onerosos, obtendo dessa forma orientacoes importantes para direcionar sua atencao, com minimizacao de incertezas envolvidas na pre-viabilidade do potencial. / Identification and viability studies on small scale production of electrical energy based on wind and hydro power conventionally demand onerous field work whose costs frequently imply economic unfeasibility of the business. Moreover, the execution of these works does not assure that the investor will recover its expended resources, mainly if the potential analysis of the business demonstrates its technical and economic unfeasibility. Additionally, there is the possibility of not contracting the concession to this potential exploration, which is publicly offered by the Regulatory Agency, by the investor-executor of the initial studies (estimative, inventory and viability). However, this risk can be mitigated by the guiding indication of viability, with reduced costs. On the other hand, it has one strong trend of implantation of smallscale power generation, characterized as \"Distributed Generation\" (DG), because of its current legal incentives and also because of the recent ecological restrictions and the scarcity of investments in large enterprises. In this context, this work presents a pre-viability of potentials attainment model based on technical characteristics of Wind Plants and Small Hydroelectric Plants (SHP\'s) components, whose physical attributes are geographically represented and consulted in a geographic information system. The proposed model estimates the technical and economical pointers of power plants, producing fast and low-cost studies of pre-viability. Trough this model the investor can simulate wind power and hydropower exploration before mobilizating onerous and accurate field researches, getting an important guiding to its priorities, minimizing uncertainties in the process.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-27T16:14:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AlocacaoOtimaParques.pdf: 11975277 bytes, checksum: c96a8c0f3b1f7b1d031757fa1dca4ddb (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-04T13:20:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AlocacaoOtimaParques.pdf: 11975277 bytes, checksum: c96a8c0f3b1f7b1d031757fa1dca4ddb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T13:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AlocacaoOtimaParques.pdf: 11975277 bytes, checksum: c96a8c0f3b1f7b1d031757fa1dca4ddb (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / Esta dissertação propõe uma abordagem probabilística para determinar a ótima localização, dimensionamento e fator de potência de parques eólicos em sistemas de distribuição com base em Algoritmo Genético. O método proposto considera a natureza intermitente da geração eólica e da carga para minimizar as perdas anuais de energia no sistema em estudo. Recentes avanços tecnológicos possibilitaram a operação de parques eólicos fornecendo potência reativa para o sistema, sendo importante considerar a possibilidade de operação com diferentes valores de fator de potência. O sistema utilizado é uma rede de distribuição com 33 barras e os resultados comprovaram a eficácia do método proposto e a importância de considerar as incertezas da carga e do vento no planejamento de sistemas de energia elétrica. / This master’s thesis proposes a probabilistic approach to determine the optimal location, sizing and power factor of wind parks in power systems based on Genetic Algorithm. The proposed method considers the intermittent nature of wind and load to minimize the annual energy losses in the system under study. Recent technological advancement has created the opportunity to operate wind parks injecting reactive power into the system, making important to consider different power factor modes. The test system used is a distribution system with 33 buses and the results proved the efficiency of the proposed method and the importance to consider load and wind uncertainties in power system planning.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-03T18:08:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-17T15:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T15:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta pesquisa, foram investigadas técnicas de controle linear, preditivo e estocástico, aplicadas ao problema de regulação do ângulo de passo de uma Turbina Eólica. A topologia do Sistema de Conversão de Energia Eólica (SCEE) estudado é do tipo Velocidade Fixa, com ângulo de passo variável. Os SCEE, de maneira geral, são sistemas que, durante seu funcionamento, estão sujeitos à constante entrada de perturbações do tipo estocásticas. Este tipo de perturbação, em muitos casos, é negligenciado, o que afeta o desempenho de controladores cujo o projeto foi baseado em modelos determinísticos. Pesquisas desenvolvidas na da Teoria de Controle Preditivo e Estocástico, têm comprovado os benefícios de se realizar o projeto de controladores baseados em modelos que consideram as parcelas, determinística e estocástica, do processo. Seguindo esta mesma abordagem de projeto, foi desenvolvido, nesta dissertação, o projeto de Reguladores do Ângulo de Passo (RAP), por meio da técnica de Argmentação Estocástica (AE) de controladores determinísticos. Os principais objetivos buscados foram: minimizar o consumo de energia do sistema de controle; e reduzir os custos relacionados à manutenção e troca dos atuadores no sistema de regulação do ângulo de passo. Foram realizados testes em um simulador de SCEE da MathWorks®. Os resultados dos testes comprovam o bom desempenho dos RAP projetados através da AE, os quais alcançaram os objetivos buscados no desenvolvimento desta pesquisa. / In this research, we investigated linear, predictive and stochastic control techniques applied to the pitch angle control of a Wind Turbine. The topology of the Wind Energy Conversion System (WECS) studied was the Fixed-Speed Variable-Pitch. The WECS, in general, is a system that, during their operation, is subject to the constant entry of stochastic disturbances. This type of disturbance is often neglected, which will negatively affect the performance of controllers whose design was based on deterministic models. Researches developed within the Predictive and Stochastic Control Theory, have proven the benefits of performing the design of controllers based on models that consider both the deterministic and stochastic portions of the process. Following this same design approach, the Picth Angle Control (PAC) project was developed, in this dissertation, using the Stochastic Augmentation (SA) of deterministic controllers. The main objectives sought, were: to minimize the energy consumption of the control system; and to reduce the costs related to the maintenance and replacement of actuators in the pitch angle control system. Simulation tests were performed on a MathWorks® WECS simulator. The results of the tests have proved the good performance of the PAC designed through the SA, which reached the control objectives sought with the development of this research.