This thesis presents the main concepts and configurations used in wind turbine connected to the grid, as well as, an analysis, design and implementation of the control system for the Doubly Fed Induction Generator (DFIG). The DFIG has been selected since it is the concept frequently adopted by the wind turbine manufactures. In the thesis, it is presented a model of the DFIG in stator flux reference frame that is normally used in DFIG. The main reason for use the stator flux reference frame is that in this referential is possible to control the active and reactive power of the stator circuit independently. However, the main limitation related with the DFIG vector control is the poor damping oscillation of the stator flux. Aiming to study this problem, the impact of the bandwidth of the rotor currents control loop in the stator flux oscillation mode that appears near the voltage grid frequency, is investigated. It is demonstrated that when Rs approaches of the zero, these oscillations can not be controlled by the rotor converter. The proposed controller has an internal current control loop and an external power control loop. As the controllers are usually implemented in a digital signal processor (DSP), a redesign in discrete time to compute the control action with anti-windup is given. Finally, experimental results to validate the controllers design using a 2 kW DFIG and IGBT PWM converter, controlled by the DSP TMS320F241, are presented. / O presente trabalho apresenta os principais conceitos e configurações utilizadas em turbinas eólicas conectadas a rede elétrica, bem como a analise, o projeto e a implementação do sistema de controle para o gerador de indução com dupla alimentação (GIDA), visto que, este é o conceito mais utilizado pela indústria de turbinas eólicas. Inicialmente, é apresentado o modelo do GIDA em eixos síncronos qd no referencial do fluxo estatórico, que é, normalmente, utilizado para o projeto dos controladores do GIDA, pois neste referencial é possível controlar independentemente a potência ativa e reativa da turbina eólica. Entretanto, um problema comum associado ao controlador vetorial do GIDA são as oscilações pouco amortecidas do fluxo estatórico. Com o intuito de estudar este problema, é apresentada uma análise do impacto da banda passante dos controladores de corrente, nos modos oscilações do fluxo estatórico, que surgem próximos à freqüência da rede elétrica. Essas oscilações aparecem na parte não controlada da GIDA, resultante do acoplamento direto do circuito estatórico com a rede elétrica. O controlador proposto baseia-se num laço interno de corrente e um laço externo de potências ativa e reativa. Como os controladores são implementados em DSP, também, são apresentados os projeto dos controladores em tempo discreto com limitação da ação integral. Finalmente, são apresentados resultados experimentais utilizando um GIDA de 2 kW e um inversor PWM, controlado através do DSP TMS320F241.

The main concern of this dissertation is the establishment of experimental bases for the project, automation, and installation of a micro-power plant for electric power generation based on PEM fuel cell stacks (BCS Technology). The plant operates automatically, and its control is accomplished by a microcontroller acting directly in the temperature, in the humidity of the membrane, in the amount of reaction air, in the monitoring of the individual voltage of each cell and in the attempt of recovery of a possibly problematic cell. For control operation special auxiliary mechanisms are necessary to avoid dangerous conditions to the stack. The making of the prototype is of low cost and easily found items in national market access have been intended. Special controlled atmospheres were also designed and built to shelter the stack and obtain safety operation when the stack is on. Therefore, the work tries to find the theoretical and experimental bases for a static power plant implementation based on fuel cell systems. / O tema principal desta dissertação é o estabelecimento de bases experimentais para o projeto, automação e a instalação de uma microcentral de geração de energia elétrica com pilhas de células de combustível do tipo PEM (BCS Technology). Esta central deve operar automaticamente, comandada por microcontrolador que atua diretamente na temperatura, na umidade da membrana, na quantidade de ar de reação, no monitoramento da tensão individual de cada célula e na tentativa da recuperação de células problemáticas. Para que este controle atue são necessários mecanismos auxiliares especiais de forma a não causarem danos às células. Na confecção do protótipo procurou-se especificar dispositivos de baixo custo e de fácil disponibilidade no mercado nacional. Locais especiais também foram projetados e construídos para abrigar a pilha quando em operação de forma a garantir o máximo de segurança. Portanto, este trabalho busca fornecer bases teóricas e experimentais para a implementação de uma central estacionária de geração com pilhas de células de combustível.

This work presents a novel recloser-fuse coordination protection for distributed generation systems based on the use of RMS current comparators. In real-time, these comparators are responsible for analyzing current magnitude in upstream and downstream network directions; identify faults; and assess the recloser-fuse coordination status based on critical margins identified by the protection system. Once a miscoordination is detected, some distributed generation units are strategically disconnected from the distribution network by gate turn-off thyristors. As a result of this action, short-circuit current is reduced to a satisfactory level, restoring the coordination between recloser and fuses in the grid. The proposed protection system has been implemented in a 12.47-kV grid and simulations have been carried out in ATP/EMTP. The main contributions in this work are the results obtained mainly throughout testing fault circumstances and operational conditions. Besides, this work proposes a protection methodology in the perspective of a national standardized regulation. Significantly, the approach contributes to the adequacy and modernization of distribution systems with considerable tendency of distributed generation insertion. / Neste trabalho, apresenta-se um sistema de proteção que preserva a coordenação e a seletividade entre religadores e elos fusíveis de sistemas de distribuição na presença de geração distribuída. A ideia principal desse sistema concentra-se no uso de comparadores de corrente RMS. Em tempo real, esses comparadores são responsáveis por analisar as correntes supridas pela geração distribuída, identificar faltas e constatar a perda da coordenação e da seletividade entre religadores e elos fusíveis do sistema elétrico de distribuição. Uma vez detectado o problema, somente os geradores causadores são automaticamente desconectados temporariamente através de tiristores comutáveis pelo gatilho. Aplica-se esse sistema em uma rede elétrica de distribuição desenvolvida no ATP/EMTP. Os resultados obtidos são analisados e discutidos através de um estudo de caso. Além disso, a partir dos resultados, desenvolve-se uma metodologia de proteção de modo a colaborar com a padronização e normatização dos procedimentos de acesso à rede elétrica nacional. Dessa maneira, propõem-se mudanças nos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST). Significativamente, o sistema e a metodologia de proteção propostos contribuem na adequação dos atuais sistemas de distribuição com forte tendência de inserção de geração distribuída.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation presents the development of a system for converting the mechanical energy from vibrations into electrical energy. The conversion is performed in a low-cost piezoelectric transducer, commonly known as buzzer. The main purpose of this system is to charge, or to extend the time between charges, of chargeable batteries up to 2V. In order to control the charging process, an integrated energy processor was also designed. Processor design is presented from its specification, followed by circuit topology definition, electric simulation, layout, extraction of circuit from layout and a final simulation including layout effects. The main contribution of the investigation is to show how much energy could be obtained from vibrations with a low-cost transducer, comparing its performance to full custom generators. The final system implementation is very simple, composed by a generator (a buzzer with a steel ball glued onto its center) and an integrated circuit that controls the charge delivered to the battery, sensing the voltage across its terminals. An efficiency of 55% is expected, being comparable to results published by other researchers. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema para converter energia mecânica de vibrações em energia elétrica. A conversão é realizada através de um transdutor de baixo custo comumente chamado de buzzer. O principal objetivo deste sistema é carregar ou estender o tempo entre cargas de baterias recarregáveis de até 2 V. Para o controle do processo de carga, um processador de energia integrado também foi desenvolvido. O projeto do processador de energia é apresentado segundo especificações como definição de topologia, simulação elétrica, layout, extração elétrica do circuito através do layout e a simulação final incluindo os efeitos do layout. A principal contribuição desta dissertação é mostrar como muita energia poderia ser obtida de vibrações com um transdutor de baixo custo, comparando sua performance a outros microgeradores. O sistema final implementado é muito simples, composto por um microgerador (buzzer com uma esfera de aço colada no centro) e um circuito integrado que controla a carga da bateria, através da monitoração da tensão da mesma. Uma eficiência de 55% é esperada, sendo comparável com os resultados obtidos por outros pesquisadores.

This Master Thesis presents a design methodology to a boost PFC converter operating as an Uninterruptible Power Supply rectifier input stage. This methodology defines, making use of a group of current ripples and switching frequencies, the converter minimum volume point analyzing the volumes of the boost inductor, the electromagnetic interference filter and the heat-sinks. Thus, it's developed along this work, each design mentioned above, analyzing the impact of different magnetic materiaIs, input filter topologies and semiconductors technologies. Previously, it is designed the controller and it is developed a simulation structure. ln a second moment, it's designed the boost inductor for a predetermined temperature elevation. After this, it's designed the electromagnetic filter analyzing the impact of different topologies. The heat-sinks are also designed to guarantee the semiconductors operation within the temperature limits. Finally, the methodology based on the previous designs is accomplished, using the procedures and equations already mentioned, becoming possible to define the converter minimum volume point. / Esta Dissertação de Mestrado apresenta uma metodologia de projeto para o conversor boost operando como estágio retificador de entrada em uma fonte de alimentação ininterrupta. Essa metodologia se baseia em definir, através de um conjunto de freqüências de comutação e ondulações de corrente, o ponto de minimização do volume do conversor considerando o volume do indutor, do filtro de interferência eletromagnética conduzida e dos dissipadores. Assim, é desenvolvido ao longo desse trabalho o projeto de cada elemento mencionado estudando o impacto do uso de diferentes materiais magnéticos, topologias de filtro de entrada e tecnologias de semicondutores. Inicialmente é projetado o controlador e desenvolvida a estrutura de simulação do conversor. Em um segundo momento é projetado o indutor boost para uma determinada elevação de temperatura. A seguir é projetado o filtro de interferência eletromagnética analisando o impacto de diferentes topologias. Também são projetados os dissipadores que garantem a operação dos semicondutores dentro dos limites de temperatura estabelecidos pelos fabricantes. Por fim, é formalizada a metodologia baseada nos projetos anteriores, pela qual, fazendo uso dos procedimentos e equações fornecidos, torna-se possível definir o ponto de minimização do volume do conversor.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Ph.D. Dissertation presents contributions to the study of hybrid multilevel systems, analyzing several issues that compose this system, such as: topological variations of the output inverter stage and input rectifier stage, design methodologies, modulation strategies and control system. This extensive analysis is carried out because these issues are closely related, so that a modification in any element can affect the overall system performance. Initially, due to the enormous flexibility and large complexity to design hybrid multilevel converters, this work proposes a unified analysis for these converters, which are composed of several series-connected cells with distinct voltage levels, modulation strategies, topologies and/or semiconductor technologies. This unified analysis includes a detailed comparative analysis among distinct topologies and a new generalized design methodology. Different configurations of hybrid converters are proposed from this new design methodology, depending on the specifications imposed to the multilevel system. Therefore, this work can be used as a valuable tool to define an adequate hybrid configuration for a specific application. After, this work also proposes a new arrangement to implement the isolated voltage sources of the series-connected cells that compose a hybrid multilevel inverter. This new arrangement is based on the multipulse connection of uncontrolled rectifiers processing distinct power levels, unlike conventional multipulse converters. A new design methodology for this input stage is proposed in this work, defining the phase shifts among the secondaries of the isolation transformer to eliminate dominant harmonics from the current drawn from the utility grid even when the active power levels processed by rectifiers are different. This work also investigates the impact of the hybrid multilevel modulation strategy on the harmonic contents of the output voltages and input currents. After to demonstrate the negative impact of the modulation strategy on the input harmonic performance for some operating points, this Ph.D. Dissertation proposes a new modulation strategy that makes possible, together with an asymmetrical multipulse connection of rectifiers, to eliminate undesired harmonics from the input current in any operating point without affecting the output harmonic performance. Beyond these issues, this work also includes a qualitative analysis about hybrid multilevel inverters operating as actuators in closed-loop systems, to motivate a discussion about this new subject. Finally, several experimental results are presented to demonstrate the practical feasibility of some proposals of this Ph.D. Dissertation. / Esta Tese de Doutorado apresenta contribuições ao estudo de sistemas multiníveis híbridos, investigando vários temas que compõem esse sistema, tais como: variações topológicas do estágio inversor de saída e do estágio retificador de entrada, metodologias de projeto, estratégias de modulação e sistema de controle. Isso se deve principalmente ao fato que esses temas estão intimamente relacionados, de tal forma que uma alteração em qualquer elemento do sistema pode modificar o desempenho do todo. Inicialmente, devido à enorme flexibilidade e grande complexidade para projetar conversores multiníveis híbridos, esse trabalho realiza uma abordagem unificada desses conversores, que são compostos de várias células em série, com valores de tensão, estratégias de modulação, topologias e/ou tecnologias de semicondutores diferentes. Essa abordagem inclui uma análise comparativa entre várias topologias e uma nova metodologia de projeto generalizada. Assim, esse trabalho pode ser usado como uma importante ferramenta para definir um conversor híbrido adequado para uma determinada aplicação. Posteriormente, esse trabalho também propõe um novo arranjo para implementar as fontes de tensão isoladas das células que compõem um inversor multinível híbrido. Esse novo arranjo é baseado na conexão multipulso de retificadores não controlados que, ao contrário dos conversores multipulso convencionais, processam níveis distintos de potência. Uma nova metodologia de projeto generalizada é proposta nesse trabalho para esse estágio de entrada, determinando os ângulos de defasagem entre os secundários do transformador de isolação para eliminar harmônicas dominantes da corrente drenada da rede pública de energia, mesmo quando os retificadores processam níveis distintos de potência ativa. Esse trabalho também investiga o impacto da estratégia de modulação híbrida tanto no conteúdo harmônico das tensões de saída quanto no conteúdo harmônico das correntes de entrada. Após demonstrar o impacto negativo da estratégia de modulação no desempenho harmônico de entrada em alguns pontos de operação, essa Tese propõe uma nova estratégia de modulação que torna possível, juntamente com uma conexão multipulso assimétrica de retificadores, eliminar harmônicas dominantes da corrente de entrada em qualquer ponto de operação sem prejudicar o conteúdo harmônico das tensões de saída. Além desses assuntos, esse trabalho também realiza uma breve análise qualitativa do desempenho de inversores multiníveis híbridos em sistemas de controle em malha fechada, com o intuito de iniciar uma discussão sobre esse novo tema. Por fim, diversos resultados experimentais, tanto do estágio inversor de saída quanto do estágio retificador de entrada, são apresentados para demonstrar a viabilidade prática de algumas propostas dessa Tese de Doutorado.

This Thesis presents a distributed generation system, which works as a Microgrid, suitable to integrate alternative energy sources, using a high frequency AC link (HFAC) as a means of connecting sources and loads. The static compensation of current harmonics, reactive power and voltage harmonics, which can be found in the Microgrid, is considered a key factor for the effective utilization of such distributed generation scheme. These multiple goals can simultaneously be achieved by using a Unified Power Quality Conditioner (UPQC). The UPQC controller is designed based on the instantaneous power theory (or p-q theory), which is used to obtain the power components to be compensated and, lately, the instantaneous current and voltage references for static compensation. Electronic power converters are used as the active elements, supplying the compensating current and voltage, in order to optimize the usage of the available energy resources. Additionally, this project aims to incentive the utilization of alternative energy sources, such as fuel cell stacks and solar panels, as the main elements in a distributed generation approach. Besides that, the utilization of a high frequency Microgrid, allows the instantaneous bi-directional power conversion, without the need of using bulky energy storage elements. As a main goal, this project proposes a platform for energy generation, operating as a Microgrid, with full static compensation capability and with the possibility to inject energy into the mains grid. / Esta Tese apresenta um sistema de geração distribuída, do tipo Micro-rede, para integração de fontes alternativas de energia, utilizando um barramento integrador operando em alta freqüência para interconexão entre fontes e cargas. A compensação estática de harmônicos de corrente, potência reativa e distorções de tensão, presentes no barramento integrador, são considerados fatores importantes para a efetiva utilização deste sistema de geração distribuída. Estes múltiplos objetivos podem ser simultaneamente atingidos utilizando-se um único Condicionador Unificado de Qualidade de Potência (UPQC). O controlador do UPQC é baseado na teoria das potências real e imaginária instantâneas (ou Teoria p-q), que é utilizada para a obtenção das componentes de potência a serem compensadas e, posteriormente, das referências instantâneas de corrente e tensão para a compensação estática. Conversores eletrônicos de potência são utilizados como elementos ativos do sistema, fornecendo as correntes e tensões de compensação, de forma a otimizar as reservas energéticas disponíveis. Adicionalmente, o presente trabalho visa incentivar a utilização das fontes alternativas de energia, como pilhas de células de combustível e painéis solares, como elementos principais em um sistema distribuído de geração. Além disto, a utilização de uma Micro-rede com barramento em alta freqüência permite a conversão instantânea de potência bi-direcional, sem a necessidade de se utilizar elementos armazenadores de energia de grande porte. Como principal objetivo, o trabalho propõe uma plataforma de geração de energia, do tipo Micro-rede, com capacidade de filtragem estática completa e com possibilidade de interligação com a rede pública.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This works presents a Robust Variable Structure Model Reference Adaptive Control scheme denoted VS RMRAC. In this adaptive control strategy, each parameter of the control law is obtained by the sum of two other adaptive terms. One of them is associated with the RMRAC algorithm, while the other is composed of an adaptive gain rated by an approximated sign function, being associated with the VS controller. The conventional RMRAC has the property of robustness with respect to certain types of unmodeled dynamics, while the conventional VS improves the system performance and can use certain information about the plant uncertainties to attain a sliding surface and invariance of the states of the closed loop plant with respect to these uncertainties. The main motivation for combining the RMRAC and VS schemes is to obtain an adaptive control strategy with composite properties, namely, robustness and fast response, which are conflicting each other in conventional adaptive algorithms. The method of combination was already proposed in the literature, however, unlike the original proposal, the adaptation laws are modified to cope with the effect of the unmodeled dynamics, which are by hypothesis, of multiplicative and additive types. The modification includes normalization for robustness with respect to such dynamics. For the discrete time case it is also necessary a modification on the error equation for causality of the adaptive algorithm. This modification implies a suitable adaptive algorithm, designed according to the Gradient approach. The stability proofs are stated for the continuous time case, as well as for the discrete time case. The performance of the overall controller can be verified quantitatively, from the analysis of the robust stability, as well as qualitatively, from simulations and analysis of experimental results. Regarding to the last, the performance of the RMRAC and VS RMRAC algorithms are tested for the current control of an Active Power Filter connected in parallel with the grid. Once the filter is connected to the grid, its is subject to parametric uncertainties, unmodeled dynamics and disturbances. Besides, the references for the compensation currents are complex waveforms, including several harmonic components of low order. For these reasons, stability and performance are mandatory in applications of Active Power Filters and this system was elected to experimentally test the performance of the VS RMRAC adaptive algorithm. / Este trabalho apresenta um Controle Adaptativo Robusto de Estrutura Variável por Modelo de Referência denotado VS RMRAC (do inglês, Variable Structure Robust Model Reference Adaptive Control ). Para obter esta estratégia de controle adaptativa, cada parâmetro da lei de controle é obtido pela soma the duas outras parcelas adaptativas. Uma delas é associada ao algoritmo de controle RMRAC, enquanto a outra é composta de um ganho adaptativo multiplicando uma função sinal aproximada, e é relacionada com o controlador VS. O RMRAC convencional tem a propriedade de robustez com respeito a determinada classe de dinâmicas não modeladas, enquanto que o VS convencional possui rápida resposta e pode ser projetado para garantir a invariância dos estados da planta em malha fechada, a partir do conhecimento de determinados limites de incerteza da planta. Deste modo, a principal motivação da combinação é obter um controlador adaptativo com propriedades de ambos os esquemas de controle, ou seja, robustez e rápida resposta, que são conflitantes entre si em algoritmos adaptativos convencionais. O método de combinação utilizado já havia sido proposto na literatura, porém, diferentemente da proposta original, as leis de adaptação são modificadas para considerar o efeito das dinâmicas não modeladas, que são por hipótese, dos tipos multiplicativa e aditiva. A modificação para robustez com respeito as dinâmicas não modeladas utiliza normalização da entrada da lei de adaptação. Para o caso discreto, é também necessária uma modificação na equação do erro para tornar o algoritmo de controle causal. Esta modificação implica num algoritmo adaptativo que é projetado com base no método Gradiente. As provas de estabilidade são desenvolvidas para os casos contínuo e discreto. O desempenho do controlador pode ser verificado quantitativamente, a partir da análise da estabilidade robusta, ou qualitativamente, a partir de resultados experimentais. Com relação a este último, o desempenho dos algoritmos de controle RMRAC e VS RMRAC são testados para o controle de corrente de um Filtro Ativo de Potência conectado em paralelo na rede elétrica. Deste modo, este é um sistema sujeito à variações paramétricas, dinâmicas não modeladas e distúrbios. Além disso, as referências de corrente de compensação são formas de onda complexas, incluindo várias componentes harmônicas resultantes do processo de comutação de cargas não lineares. Por estas razões, estabilidade e desempenho são características necessárias em aplicações de Filtros Ativos de Potência a este sistema foi escolhido para a verificação experimental do algoritmo de controle VS RMRAC.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-07-03T14:03:03Z No. of bitstreams: 1 ItaloJoseLopesDeAlmeida_DISSERT.pdf: 2233476 bytes, checksum: d7d775bfc2c6f08935347bfcfde96a10 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-07-10T15:44:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ItaloJoseLopesDeAlmeida_DISSERT.pdf: 2233476 bytes, checksum: d7d775bfc2c6f08935347bfcfde96a10 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-10T15:44:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ItaloJoseLopesDeAlmeida_DISSERT.pdf: 2233476 bytes, checksum: d7d775bfc2c6f08935347bfcfde96a10 (MD5) Previous issue date: 2018-05-30 / A produção de energia elétrica é uma atividade de grande importância para o crescimento de qualquer economia no mundo. O Brasil possui, em relação às outras nações, a vantagem de poder planejar sua matriz elétrica utilizando grandes quantidades de fontes renováveis. Uma delas, focalizada neste trabalho, é a biomassa da cana-de-açúcar, que contribui através da cogeração para o fortalecimento dessa matriz. Apesar de há muito tempo disponível, observase que esta fonte tem sido pouca utilizada para a geração comercial de energia elétrica. O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia (PROINFA), instituído pelo Governo Federal em 2002, hoje extinto, e o surgimento do Mercado de Créditos de Carbono, impulsionado pelo Protocolo de Kyoto, ajudaram a bioeletricidade na ultima década, fazendo com que a biomassa da cana-de-açúcar fosse utilizada de forma mais intensa, tornando-se um importante componente nessa matriz. Esta dissertação analisa os dados de moagem, a quantidade de energia elétrica gerada, exportada, entre outros, de uma usina sucroalcooleira que comercializa energia no ambiente de contratação regulada (ACR) e no ambiente de contratação livre (ACL), a partir do bagaço da cana-de-açúcar. O trabalho também constata que só com a utilização do bagaço como combustível a energia acordada com as concessionarias de energia não seria atingida todos os anos, devido à instabilidade na produção de cana de açúcar. Para resolver o problema, neste trabalho estuda-se a viabilidade da utilização da palha em conjunto com o bagaço da cana, aumentando-se a quantidade de combustível queimado na caldeira e consequentemente a geração de energia. Conclui-se, que o bagaço e a palha juntos como combustíveis a usina estudada proporcionariam uma elevação substancial na energia exportada, e no cumprimento da meta, além de um lucro considerável com a venda do excedente de energia elétrica. / The production of electric energy is an activity of great importance when planning the growth rate of any economy in the world. Brazil has, in relation to the other nations, the advantage of being able to plan their energy matrix using large renewable sources. One of them, focused on this work, is the biomass of sugar cane, which through cogeneration contributes to the strengthening of the matrix. Although it has been available for a long time, it is observed that this source has been recently used for the commercial generation of electricity. The Incentive Program for Alternative Energy Sources (PROINFA), established by the Federal Government in 2002, now extinct, and the emergence of the carbon credits market, driven by the Kyoto Protocol, have helped this framework in the last decade, making biomass of sugarcane more intensely used, becoming an important component in the Brazilian energy matrix. This dissertation analyzes the grinding data, the amount of electric energy generated, exported, among others subjects, of a sugar and ethanol plant that generates an sells energy in the regulated environment (ACR) and in the free contracting environment (FTA), using sugar cane bagasse of sugar. The work also verified that only with the use of bagasse as the energy source agreed with the utility buyers was not guaranteed, due to the instability in the of sugar cane crop. To solve the problem, the feasibility of using sugar cane straw in conjunction with sugarcane bagasse by increasing the amount of fuel burned in the boiler and consequently the generation of energy is also analysed. It is concluded that the bagasse and straw together, here studied would have a gain both in energy exported and achievement of the target, in addition to a considerable profit from the sale of electricity.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-07-03T15:26:00Z No. of bitstreams: 1 MarcosAntonioDeAraujoSilva_DISSERT.pdf: 1854752 bytes, checksum: 967e430cde995be91861c9969e8e0d2c (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-07-11T12:47:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarcosAntonioDeAraujoSilva_DISSERT.pdf: 1854752 bytes, checksum: 967e430cde995be91861c9969e8e0d2c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-11T12:47:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcosAntonioDeAraujoSilva_DISSERT.pdf: 1854752 bytes, checksum: 967e430cde995be91861c9969e8e0d2c (MD5) Previous issue date: 2018-05-02 / As concessionárias de energia elétrica buscam permanentemente ampliar e modernizar os sistemas elétricos de potência frente às novas demandas dos consumidores e exigências estabelecidas pela Agência Nacional de Energia Elétrica. A proteção de sistemas elétricos tem papel fundamental na manutenção deste sistema e no controle de seus indicadores. Sistemas de distribuição possuem diversas particularidades físicas e técnicas, como o tempo de operação dos dispositivos, fluxos de carga e níveis de curto-circuito. Diante da grande diversidade destes sistemas, a construção de um algoritmo computacional que auxilie nos procedimentos matemáticos de parâmetros do sistema, ou ainda, que gere uma prévia configuração automática dos dispositivos, é necessária perante à ampla demanda ofertada aos engenheiros de proteção. O algoritmo foi modelado inicialmente com o objetivo de determinar as correntes de curto-circuito em cada dispositivo de proteção primária, assim como calcular as correntes mínimas de atuação das unidades de sobrecorrente temporizada e os ajustes de temporização dos relés. Porém, devido ao grande universo de possibilidades de ajustes oferecidos pelo código, fez-se necessária a utilização das técnicas da biologia evolutiva, com o intuito de escolher neste universo de possibilidades o indivíduo que torne a parametrização deste sistema otimizada. Se na primeira geração, o indivíduo escolhido não condisser com a função ótima, esta população será evoluída a partir dos procedimentos de seleção natural, cruzamento e mutação dos indivíduos, presentes nas técnicas de evolução utilizada nos Algoritmos Genéticos. Espera-se que a codificação genética, quando aplicada nos dispositivos microprocessados com característica de intervalo de tempo adequado segundo as normas, o algoritmo se mostre eficiente e estável. Já para os circuitos alimentadores nos quais a temporização dos equipamentos esteja inadequada para um estudo fidedigno de coordenação e seletividade, serão sugeridas mudanças de alguns parâmetros de temporização inicial. Caso o tempo de operação absoluto do alimentador seja minimizado, o procedimento realizado pelo algoritmo será considerado válido e a configuração apresentada ao final será a melhor entre todas da população. / Energy concessionaires are constantly seeking to expand and modernize power systems in face of new consumer demands and requirements established by the National Electric Energy Agency. The protection of electrical systems plays a fundamental role in the maintenance of this system and in the control of its indicators. Distribution systems have several physical and technical characteristics, such as the operating time of the devices, load flows and short-circuit levels. In view of the great diversity of these systems, the construction of a computational algorithm that assists in the mathematical procedures of system parameters, or even that, generate a previous automatic configuration of the devices is necessary in view of the wide demand offered to the protection engineers. The algorithm was initially modeled in order to determine the short-circuit currents in each primary protection device, as well as to calculate the minimum currents of operation of the time-overcurrent units and the timing adjustments of the relays. However, due to the great universe of possibilities of adjustments offered by the code, it became necessary to use the techniques of evolutionary biology in order to choose in this universe of possibilities the individual that makes the parameterization of this system optimized. If in the first generation the chosen individual does not match the optimal function, this population will be evolved from the procedures of natural selection, crossing and mutation of the individuals, present in the evolutionary techniques used in the Genetic Algorithms. It is expected that the genetic coding when applied to microprocessor devices with appropriate time interval characteristics according to standards, the algorithm is efficient and stable. However, for feeder circuits where equipment timing is inadequate for a reliable study of coordination and selectivity, changes in some initial timing parameters will be suggested. If the absolute operation time of the feeder is minimized the procedure performed by the algorithm will be considered valid and the configuration presented at the end will be the best among all of the population.