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.

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.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-24T14:29:39Z No. of bitstreams: 1 ANA VITÓRIA DE ALMEIDA MACÊDO - TESE (PPgEE) 2017.pdf: 3449345 bytes, checksum: ff78e54595b43261343d5050a8dc3e50 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-24T14:29:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA VITÓRIA DE ALMEIDA MACÊDO - TESE (PPgEE) 2017.pdf: 3449345 bytes, checksum: ff78e54595b43261343d5050a8dc3e50 (MD5) Previous issue date: 2017-03-29 / CNPq / Um controle para auxílio do controle de frequência é projetado utilizando um método baseado em lógica fuzzy e no controle do ângulo de passo de turbinas eólicas de velocidade variável. O controle visa que as turbinas eólicas operem abaixo do seu valor nominal, estando sempre prontas para aumentar sua geração no caso de evento na rede elétrica, contribuindo para o controle de frequência. Com os esforços para converter tanta energia quanto seja possível com o vento disponível, a potência desperdiçada pela maioria dos controles estudados para elaboração desta tese vale a pena em relação aos benefícios do controle de frequência em sistemas com grande penetração das usinas eólicas, proporcionando a participação da energia eólica nos serviços ancilares. Ressaltando que a introdução de qualquer nova tecnologia de geração no sistema deve ser feita de modo que seja compatível com os princípios operacionais do sistema existente. O controle fuzzy de potência foi desenvolvido no Matlab®/Simulink e permite o bom funcionamento da turbina eólica utilizando uma metodologia alternativa aos controles clássicos. Com isto foi desenvolvido o controle de frequência também baseado em lógica fuzzy. Como grande vantagem do controle fuzzy destaca-se sua fácil adaptação a outros modelos de turbina que utilizem o controle de pitch (turbinas eólicas de velocidade variável), uma vez que o algoritmo é o mesmo, havendo a necessidade apenas de fazer testes para adaptação das faixas de operação do controle. / A control to support the frequency control is designed using a method based on fuzzy logic and pitch angle control in variable speed wind turbines. The control aims that some wind turbines operate below their rated value (derated or deloaded), being always ready to increase their generation in case of some event in the power grid, contributing to the frequency control. With efforts to convert as much energy as possible with the available wind, the power wasted by most controls studied in this work worth of the benefits of frequency control in systems with high power plants penetration, providing wind power to participate on ancillary services. Recalling that the introduction of any new generation technology into the system must be made in a way that is compatible with the operating principles of the existing system. The fuzzy control developed in Matlab®/Simulink for power control enables a suitable operation of the wind turbine using an alternative methodology to the classic controls, it was developed the frequency control also based on fuzzy logic. The fuzzy control great advantage highlight is its easy adaptation to other turbine design which use pitch control (variable speed wind turbines), since the algorithm is the same, just by doing tests for adjustment of the control operation ranges.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Currently, it is observed an increasing energy demand worldwide. Thus, it is great the search for a more sustainable energy model that is able to meet all the need. In this context, there come the renewable energy sources which present with low environmental impact when compared to other options. Among renewable sources, the wind energy stands out as one of the most promising, which implies an increasing interest in studies for the development of this technology that is still coming up with limitations due to the complexity of the strategies employed. In particular, although the recognition of a large number of computational work aimed at the representation of wind complex, there must be pointed that the resources aimed to laboratory studies, which greatly complement the training and research, are not easily found. In light of these facts and seeking the establishment of a strategy focused on the experimental representation of small-scale wind turbines, this work presents a proposal to use the inverter controlled induction motor as an alternative to replace the wind turbine. Under this strategy, this dissertation advances towards performing simulations to obtain information pertinent to mechanical and electrical quantities in various parts of the conceived structure. Finally, a comparative analysis is made with the technique that adopts controlled dc motor for the same goal. / Atualmente, verifica-se um crescente aumento da demanda energética em todo o mundo. Com isso, é grande a busca por um modelo mais sustentável que seja capaz de suprir toda essa necessidade. Nesse contexto, surgem as fontes de energia renovável, que se apresentam com baixo impacto ambiental quando comparadas às demais opções. Entre as fontes renováveis, a energia eólica destaca-se como uma das mais promissoras, o que implica em um crescente interesse em estudos para o desenvolvimento desta tecnologia que se esbarra ainda em limitações devido à complexidade das estratégias empregadas. Neste particular, muito embora o reconhecimento da existência de um grande número de trabalhos computacionais voltados para a representação de complexos eólicos, há de se destacar que os recursos destinados a estudos laboratoriais, que muito complementam a formação e as pesquisas, não são encontrados com facilidade. À luz desses fatos e visando o estabelecimento de uma estratégia voltada para a representação experimental de unidades eólicas em escala reduzida, este trabalho apresenta uma proposta de utilizar o motor de indução controlado via inversor, como uma alternativa para substituir a turbina eólica. De posse desta estratégia, a presente dissertação avança no sentido de realizar simulações para a obtenção de informações pertinentes às grandezas mecânicas e elétricas em vários pontos da estrutura concebida. Por fim, realiza-se uma análise comparativa com a técnica que adota o motor de corrente contínua controlado para o mesmo objetivo. / Mestre em Ciências

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.

Submitted by RICARDO MATSUKURA LINDEMEYER (esulricardo@gmail.com) on 2018-09-24T19:05:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Aplicação da Teoria de Opções Reais na Avaliação de um Complexo Eólico_Ricardo Matsukura Lindemeyer_FINAL.pdf: 4907461 bytes, checksum: e0c2449b0e4ab9007a9f2ca970fba9fa (MD5) / Approved for entry into archive by Joana Martorini (joana.martorini@fgv.br) on 2018-09-24T19:09:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Aplicação da Teoria de Opções Reais na Avaliação de um Complexo Eólico_Ricardo Matsukura Lindemeyer_FINAL.pdf: 4907461 bytes, checksum: e0c2449b0e4ab9007a9f2ca970fba9fa (MD5) / Approved for entry into archive by Suzane Guimarães (suzane.guimaraes@fgv.br) on 2018-09-25T12:45:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Aplicação da Teoria de Opções Reais na Avaliação de um Complexo Eólico_Ricardo Matsukura Lindemeyer_FINAL.pdf: 4907461 bytes, checksum: e0c2449b0e4ab9007a9f2ca970fba9fa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T12:45:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Aplicação da Teoria de Opções Reais na Avaliação de um Complexo Eólico_Ricardo Matsukura Lindemeyer_FINAL.pdf: 4907461 bytes, checksum: e0c2449b0e4ab9007a9f2ca970fba9fa (MD5) Previous issue date: 2018-08-27 / Nos últimos anos, o mercado livre de energia tem apresentado um elevado nível de crescimento. Pelo lado da oferta da energia, a fonte eólica atingiu 8% da matriz elétrica brasileira. Para os investidores em energia eólica, o processo de valuation é desafiador, pois as usinas oferecem uma série de flexibilidades gerenciais. O presente trabalho tem como objetivo apresentar as principais características da Teoria das Opções Reais (TOR) e a aplicabilidade desta ferramenta na avaliação de projetos de investimento em usinas eólicas. O objeto de análise foi a reconstrução de quatro usinas eólicas, que oferece uma série de opções, como adiamento, abandono ou expansão cadenciada. A energia das usinas seria destinada ao mercado livre e a principal incerteza considerada sobre o fluxo de caixa foi o preço de venda da energia produzida. Empregou-se o modelo de árvores binomiais, devido a natureza das opções (americanas). As opções de abandono e adiamento agregaram valor ao projeto, enquanto que a opção de expansão não gerou valor. Concluiu-se que a TOR permite identificar em quais cenários as decisões poderão ser tomadas, e que as usinas eólicas bem como o setor possuem muitas opções reais que precisam ser identificadas e precificadas, e o presente trabalho mostra formas de aproveitá-las. / In recent years, the free energy market has shown a high level of growth. On the supply side of energy, the wind power source reached 8% of the brazilian electricity matrix. For wind energy investors, the valuation process is challenging as mills offer a range of management flexibilities. The objective of this work is to present the main characteristics of the Real Options Theory (TOR) and the applicability of this tool in the evaluation of investment projects in wind farms. The object of analysis was the reconstruction of four wind farms, which offers a series of options, such as postponement, abandonment or cadenced expansion. The energy of the plants would be destined to the free market and the main uncertainty considered on the cash flow was the sale price of the energy produced. The model of binomial trees was used, due to the nature of the (american) options. The abandonment and deferral options added value to the project, since the expansion option did not generate value. It was concluded that the TOR allows to identify in which scenarios the decisions can be made, and that the wind farms as well as the sector have many real options that need to be identified and priced, and the present work shows ways to take advantage of them.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao-GuilhermeCarvalhoFarias.pdf: 1837201 bytes, checksum: 75a44efdfd7752087fd597668e388184 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / This study consists in a comparative analysis of MPPT strategies for low power wind turbines and the development of a control methodology for a battery charging system. The main MPPT strategies in the literature are described and implemented, along with all of their auxiliary control loops. To perform the comparison, a simulation platform is developed. Mathematical modeling of all components in the platform is described, as well as how they relate with each other. This platform allows keeping the system parameters the same for all methods, and modifying only the necessary to implement each of them. The control method for battery charging is presented and analyzed. One of the MPPT strategies described is applied together with this methodology. The methodology of the simulations are performed with switched models to validate the project realized with the developed average models. / Este trabalho consiste na análise comparativa entre métodos MPPT para turbinas eólicas de pequeno porte e desenvolvimento de uma metodologia de controle para um sistema de carregamento de baterias. Os principais métodos de MPPT presentes na literatura são descritos e implementados, juntamente com suas malhas de controle auxiliares. Para realizar a comparação, uma plataforma de simulação é desenvolvida. O modelamento matemático de todos os componentes presentes na plataforma é descrito, bem como a forma como eles se relacionam. Essa plataforma permite manter os parâmetros do sistema iguais para todos os métodos, somente modificando o necessário para implementar cada um deles. A metodologia de controle para carregamento de baterias é apresentada e analisada. Um dos métodos de MPPT descritos é aplicado juntamente à essa metodologia. As simulações da metodologia são realizadas com modelos chaveados, para validar o projeto realizado com os modelos médios levantados.

Made available in DSpace on 2016-08-17T16:54:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Jose Gomes de Matos.pdf: 8310310 bytes, checksum: b4d88d65be5edbb4f214f9dd09ed8f3b (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work proposes a new strategy to control the generated power in an alternating current autonomous microgrid that has distributed generators and battery banks. There are no restrictions regarding the type of generator to be connected, however in this particular study the effectiveness of the proposed strategy is analyzed by considering that the power source is a wind turbine coupled to a permanent magnet synchronous generator. The microgrid analyzed consists of at least one bidirectional electronic converter powered by a battery bank, which has the function of forming the microgrid; an electronic converter connected to a wind turbine generator, which operates as a power supplier to the microgrid; loads, and other peripheral systems of control and maneuver. The main objective of the proposed strategy is to maintain the terminal voltages of battery banks under control and below its upper limit, even when momentarily the power demanded by the loads connected to the microgrid is less than the power sources generation capacity. The proposed strategy controls the terminal voltage of the battery banks, controlling the power output that comes from the generators. This is done without the use of dump loads or any physical communication between the electronic converters connected to the battery banks and the electronic converters connected to the generators. A modified droop control technique, based on the grid frequency, is used to inform to the power generator electronic converters on the amount of energy they need to generate in order to maintain the state of charge of the battery banks below their limits. The work also presents the methodology to design and tuning the controllers of the associated variables of the generation system. This includes the voltage and frequency grid, the active and reactive power generated by the generators, the DC bus voltages in all electronic power converters and the terminal voltage of the battery banks. All controllers are designed in the discrete domain. A strategy to decouple the effects of the input disturbances is incorporated, into each controller. Special attention is given to the grid voltage controller due the fact that the effect of the load current disturbance is very significant for the grid power quality. Issues x related to the operation of the wind turbine on its maximum power point are also addressed in the control of the power electronic converter connected to the generator. The control strategy proposed in this study is validated through experimental results obtained using a microgrid prototype of 15 kW rated power. / Este trabalho propõe uma nova estratégia para controle da potência gerada em uma microrrede isolada, que opera em corrente alternada e que dispõe de geradores e bancos de baterias distribuídos ao longo da mesma. Embora não haja restrições quanto ao tipo de gerador a ser conectado à microrrede, neste estudo a aplicabilidade da estratégia proposta é analisada considerando a fonte de potência como sendo uma turbina eólica acoplada a um gerador síncrono a imãs permanentes. A microrrede estudada é composta de um conversor eletrônico bidirecional, alimentado por um banco de baterias, que tem a função de formar a microrrede; um conversor eletrônico ligado ao gerador da turbina eólica e que funciona como alimentador da microrrede; além das cargas e demais sistemas periféricos de controle e manobra. O principal objetivo dessa estratégia é controlar a tensão terminal dos bancos de baterias abaixo de um determinado valor limite, mesmo quando momentaneamente a potência demandada pela carga conectada à microrrede seja inferior à capacidade de geração das fontes de potência. A estratégia proposta controla a tensão dos bancos de baterias, controlando a energia gerada que vem dos geradores. Isto é feito sem a utilização de carga auxiliar para consumir o excesso de energia e sem comunicação física entre os conversores eletrônicos dos bancos de baterias e os conversores eletrônicos conectados aos geradores. Uma técnica de controle droop modificada, com base na frequência da microrrede, é usada para informar aos conversores dos geradores sobre a quantidade de energia que eles estão liberados para gerar, a fim de manter a tensão dos bancos de baterias abaixo dos seus valores limites. O trabalho ainda apresenta as sistemáticas de projeto e sintonia dos controladores das variáveis associadas com o sistema de geração. Isso compreende o controle da tensão e da frequência da microrrede, o controle das tensões nos barramentos de corrente contínua de todos os conversores eletrônicos de potência e o controle da tensão terminal dos bancos de baterias. Todos os controladores são projetados no domínio discreto. Uma estratégia de desacoplamento dos efeitos das entradas de perturbações é incorporada a cada controlador. Nesse enfoque, é dada atenção especial ao controlador de tensão da microrrede, cujo efeito da viii perturbação da corrente da carga é muito significativo para a qualidade de energia do sistema de geração. As questões relativas à maximização do aproveitamento energético das fontes renováveis são contempladas no controle do conversor da turbina eólica. A estratégia de controle proposta neste trabalho é validada a partir de resultados experimentais obtidos com um protótipo de microrrede de potência nominal 15 kw.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2011-03-30T14:08:53Z No. of bitstreams: 2 NASCIMENTO, Andre Cavalcante do PPGEngenharia Elétrica tese.pdf: 2273415 bytes, checksum: 499dfcfe91476179f87605f7f44906d5 (MD5) license_rdf: 22876 bytes, checksum: 0a4e855daae7a181424315bc63e71991 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-30T14:08:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 NASCIMENTO, Andre Cavalcante do PPGEngenharia Elétrica tese.pdf: 2273415 bytes, checksum: 499dfcfe91476179f87605f7f44906d5 (MD5) license_rdf: 22876 bytes, checksum: 0a4e855daae7a181424315bc63e71991 (MD5) Previous issue date: 2009 / No presente trabalho é avaliada uma metodologia de injeção de potência reativa em redes elétricas durante afundamentos de tensão provocados por curto-circuito, em parques eólicos interligados, adotada em alguns países com maturidade tecnológica na produção de energia eólica. Nos estudos desenvolvidos, foi utilizado o aerogerador síncrono a imã permanente com conversor pleno em função da grande controlabilidade do conversor interligado à rede e por possuir elevada capacidade de fornecimento de potência reativa, comparada a outras tecnologias de aerogeradores. No Brasil, os requisitos de interligação de parques eólicos as redes elétricas, definido pelo Operador Nacional do Sistema, ainda não estipula a necessidade de adoção de tal metodologia durante defeitos na rede elétrica, apenas especifica a curva de capacidade de afundamentos de tensão que os aerogeradores devem seguir para evitar o desligamento frente a afundamentos de tensão. Os critérios de proteção do aerogerador síncrono são avaliados a partir de simulações de curto-circuito em uma rede de teste adotando-se os requisitos do Brasil, sem injeção de potência reativa, sendo comparados com o de outros países que adotam curvas de injeção de potência reativa. / In the present work a methodology of reactive power injection in electric grids during voltage dips provoked by short-circuit, in connected wind farms, adopted at some countries with technological maturity in the production of wind energy in the world is evaluated. In the developed studies, the direct drive synchronous wind generator was used with full converter due to the high controllability of the converter connected to the electric grid and for possessing high capacity of reactive power supply, compared to other wind generators technologies. In Brazil, the grid code to connect wind farms to the electric grids, defined by the National Operator of the Electrical System, doesn't stipulate yet the need of adoption of such methodology during faults in the electric grid. It just specifies the ride through apability curve for voltage dips that the wind generators should follow to avoid the trip of the undervoltage relay. Criteria of the synchronous wind generators protection are evaluated starting from short-circuit simulations in a test grid with adoption of the Brazilian grid code, without reactive power injection, being compared with those of other countries that adopt reactive power injection curves. / IFPA - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará

Submitted by Tiago Martinez Giorgetto (tigiorgetto@uol.com.br) on 2012-05-28T13:35:54Z No. of bitstreams: 1 TMG_Dissertacao_Mestrado_Maio2012_Final.pdf: 972089 bytes, checksum: 2f6039567098db514bfb12b4ddf0896f (MD5) / Approved for entry into archive by Gisele Isaura Hannickel (gisele.hannickel@fgv.br) on 2012-05-28T15:30:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TMG_Dissertacao_Mestrado_Maio2012_Final.pdf: 972089 bytes, checksum: 2f6039567098db514bfb12b4ddf0896f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-28T16:44:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TMG_Dissertacao_Mestrado_Maio2012_Final.pdf: 972089 bytes, checksum: 2f6039567098db514bfb12b4ddf0896f (MD5) Previous issue date: 2012-05-03 / A Teoria das opções reais tem se mostrado um instrumental relevante na fundamentação das decisões de investimento de diversos agentes na economia, especialmente no que tange a projetos de infraestrutura, pesquisa e desenvolvimento. Dado que o setor energético brasileiro possui um arcabouço institucional que possibilita que diversos agentes privados atuem no setor, a avaliação de empreendimentos de geração de energia ganha destaque, fazendo com que a aplicação desse campo de pesquisa torne-se promissor. Assim sendo, o objetivo desse estudo é avaliar a tomada de decisão em investimentos no setor elétrico brasileiro tendo como base a aplicação da Teoria das opções reais. Para esse estudo foram selecionados, como objeto de análise, as usinas eólicas e as pequenas centrais hidrelétricas. Por meio da Teoria das opções reais conclui-se que a opção de adiar a construção de um desses empreendimentos pode gerar valor para o empreendedor. Além disso, verifica-se que as pequenas centrais hidrelétricas 'dominam' a maioria dos cenários de investimento estudados quando os preços de energia estão em alta, mas caso haja perspectiva de queda de preços no mercado de energia, porém, a decisão torna-se favorável às usinas eólicas. Por fim, é possível verificar que a análise conjunta de empreendimentos de geração de energia através, por exemplo, da abordagem quadrinomial, pode trazer ganhos na avaliação de projetos de investimento no setor elétrico. / Real Options Theory has been an important instrument for investment decisions for several agents in economy, especially for infrastructure projects, research and development. Since Brazilian energy sector has an institutional framework that enables several private agents to act in this sector, the valuation of energy generation projects is highlighted. As consequence, the application of Real Options Theory becomes promising. Therefore, the objective of this study is to evaluate the decision making on investments in the Brazilian electricity sector based on the application of Real Options Theory. For this study were selected for analysis the Wind Farms and the Small Hydro Power Plants. Through Real Options Theory we concluded that the option to defer the construction of these projects can generate value for the entrepreneur. Furthermore, it appears that the Small Hydro Power Plant "dominates" the majority of investment scenarios studied when energy prices are higher but, if there is perspective for prices reduction in the energy market, however, the decision becomes favorable for Wind Farms. Finally, it is possible to verify that the “joint analysis” for projects in energy generation through, for example, quadrinomial approach can bring gains for investors in energy sector