Orientador: Carlos Alberto Canesin / Coorientador: José Carlos Rossi / Banca: Flávio Alessandro Serrão Gonçalves / Banca: João Onofre Pereira Pinto / Resumo: Considerando-se as constantes mudanças que vêm ocorrendo no cenário de distribuição de energia elétrica, devido ao grande avanço da eletrônica de potência e cargas não lineares instaladas no sistema elétrico, fazem-se necessários estudos para diagnosticar como e quanto essas alterações interferem nos equipamentos instalados nas redes de distribuição. A proposta desta dissertação é a análise da influência das distorções harmônicas (tensões e correntes) e desequilíbrios (tensões) nos erros de medição de energia elétrica ativa em medidores eletrônicos trifásicos. Estes equipamentos são normalmente projetados para atuarem com condições ideais de freqüência constante, formas de onda de tensão e corrente senoidais e em sistemas equilibrados. Condições estas, que não refletem a realidade das redes de distribuição de energia elétrica. Para a realização da análise dos equipamentos selecionados, submetidos aos efeitos das componentes harmônicas nas tensões e correntes, inclusive desequilíbrios de tensões, montou-se um arranjo padrão de medição, onde foram ensaiados os medidores submetidos a estes distúrbios, sob as mesmas condições laboratoriais, considerando-se três repetições para cada amostra selecionada. As distorções harmônicas de tensões e correntes, aplicadas nos ensaios, foram obtidas por medições em consumidores em ramais de distribuição com características industrial, comercial, rural e residencial, e, os desequilíbrios de tensões admitidos para ensaios foram de 3% (limite atual) e de 5%, considerando-se determinados cenários de um sistema de distribuição real de uma concessionária de energia elétrica. Os resultados são apresentados em forma de tabelas e figuras, e, as análises dos erros são apresentadas considerando-se um padrão de medição composto por analisador de energia com classe de exatidão... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Considering the constant changes that have been occurring in the electric energy distribution scenery, due to the great improvements of the power electronics devices and non linear loads installed in the system, there are several studies developed in order to analyze and diagnosis the effects of these changes, and how much these loads affect the equipments installed on the distribution systems. The proposal of this research is to analyze the influence the harmonic contents (voltage and current) and unbalances (voltage) in the systems on the measurement errors of the active electric energy using three-phase electronic meters. These equipments are usually designed to operate on ideal conditions with constant frequency, sinusoidal voltage and current waveforms, and balanced system. However, these conditions are not the reality of the electric energy distribution systems. The procedures for the measurements, considering the selected samples of the electronics meters under influence of current and voltage harmonic contents, and voltage unbalances, were based on a measurement set-up established for testing, in the same conditions, all the selected samples considering its three repetitions. The harmonic voltage and current contents, applied in the tests, were obtained by measurements in consumers with different load characteristics (industrial, commercial, rural and residential), and the admitted voltage unbalances were of 3% (actual limit imposed by standards) and 5%, considering real cases of an electric energy distribution system of an utilities. The results are summarized in tables and figures, and the analyses of the errors are presented considering comparisons with a standard of measurement composed by an energy analyzer, with accuracy of 0.1% for voltages and currents, and, 0.2% for active power, considering the range of 60Hz until 1kHz. In addition, models were developed... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Angelo Cagnon / Banca: Odivaldo José Seraphim / Banca: Mário Eduardo Bordon / Banca: José Pissolato Filho / Banca: Diogenes Pereira Gonzaga / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a análise do sistema de armazenamento de energia elétrica gerada a partir de um sistema fotovoltaico, composto por baterias de chumbo-ácido. A crescente demanda de energia no mundo, além da necessidade de utilização de recursos renováveis de forma a preservar o nosso meio ambiente, obriga o desenvolvimento de técnicas de eficiência na produção e controle dessa energia. A escassez apresentada atualmente na área energética ao redor do mundo chama a atenção de toda a comunidade científica que se preocupa em desenvolver projetos alternativos para suprir as necessidades do ser humano de um modo produtivo, não poluente e de baixo custo. Para o desenvolvimento desse trabalho, foram utilizados dois sistemas fotovoltaicos, o primeiro, convencional, com painel solar estacionária e o segundo com um sistema de posicionamento automático com relação ao sol. Esta análise comparativa permitirá avaliar as vantagens ou não de um sistema, em relação ao outro. Além disso, foram levantadas as curvas de carga, descarga, capacidade da bateria, determinação da taxa hora-funcional, a reação de auto-descarga (através do estado de flutuação) entre outras informações relevantes que permitam entre outras coisas, obter uma maior vida útil da bateria estacionária em questão. Esse trabalho levantará as características elétricas, como tensão, corrente, potência e energia, utilizará ferramentas de modelagem através de circuitos elétricos equivalentes para simulação do comportamento da bateria, em situações de carga e descarga, e principalmente o levantamento experimental das baterias funcionando nos dois sistemas distintos. Este trabalho evidencia as diferenças comportamento da bateria, e mostra a configuração que permite a operação da bateria em condições mais favoráveis. Os resultados obtidos, indicam que a bateria ligada... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aimed at analyzing the electric energy storage system generated from a photovoltaic system with lead-acid batteries. The increasing claim for energy in the world in addition to the need of utilizing renewable sources of energy in order to preserve the environment makes necessary the development of efficient techniques for energy generation and control. The energy shortage experienced in today's world attracts attention from the scientific community, which is concerned about developing alternative projects towards the human being's need in a productive way, without pollution and low cost. Two photovoltaic systems were used in this work, a conventional one with stationary solar panel and another with automatic solar position system. The comparative analysis has allowed assessing the advantages of both systems. The following characteristics were obtained during the development of this work: charge, discharge, battery capacity, operating time rate, auto-discharge reaction (through fluctuation state), among other important information that allowed to attain an extended life to the stationary battery studied. The characteristics described in the references of this work have been obtained, and modeling techniques through electric circuits were used to simulate the battery behavior for charge and discharge conditions. The experimental tests of the battery operation in both systems were carried out. This research has searched for showing the main differences of the battery behavior in order to get the configuration in which the battery operation is developed in more favorable conditions. / Doutor

Orientador: Odivaldo José Seraphim / Resumo: O sistema de bombeamento pressurizado convencional de rotação fixa que utiliza motor elétrico no acionamento, é analisado sob o aspecto do sistema de comando e controle, baseando-se em curvas e tabelas construídas para analise do comportamento hidráulico e elétrico do sistema, porém quando comparado com sistema de rotação variável apresentam desvantagens, quanto a eficiência desses parâmetros. Esta pesquisa tem como ponto principal, analisar teoricamente o comportamento hidráulico e mecânico dos acionamentos convencionais com rotação fixa de um sistema de irrigação por aspersão, e propor a aplicação de um sistema automatizado de controle de rotação, por inversor de freqüência e controlador lógico programável, sobre um conjunto motobomba, visando a racionalização de energia elétrica. Na proposta de automação do sistema, determina-se uma pressão constante na saída da bomba, que controla a rotação do motor pelo inversor de frequência, em função da altura manométrica e da vazão requerida, com isso, melhorando as condições de corrente para o motor em operação com partidas e desligamentos suaves, e possibilita o redimensionamento do motor elétrico para um potência menor na razão de 33 %. / Abstract: The conventional pressurized pumping systems of fixed rotation that uses electrical devices for driving, is analyzed under the aspect of the command system and control, being based on curves and tables constructed to analyze of the hydraulical and electric behavior of the system, however when compared with system of variable rotation they present disadvantages, concerning to the efficiency of these parameters. This research has as main point, analyze theoretically to the hydraulical and mechanical behavior of the conventional drive with fixed rotation of a system of irrigation for aspersion, and to consider the application of a system automatized of rotation control, for frequency inverter and programmable logical controller, on the combine electrical pump, aiming the rationalization of electric energy. In the proposal of automation of the system, a constant pressure in the output of the pump is determined, that controls the rotation of the engine for the frequency invertor, in function of the manometric height and the required outflow, with this, improving the factor of power with the own correction for a value close to the ideal and the current conditions for the engine in operation with soft starts and power off, preventing high requests of the start current. / Mestre

Orientador: Angelo Cataneo / Banca: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Ivam Resina / Banca: Flávio Ferrari Aragon / Banca: Fernando Natal de Pretto / Resumo: A região de Bastos-SP é responsável por grande parte da produção brasileira de ovos. Muitas granjas nesta região produzem a própria ração para alimentação de suas aves através da trituração de milho e soja com motores elétricos muitas vezes super-dimensionados, trabalhando em vazio ou em horário de pico. Esta atividade é responsável por grande parte do gasto energético da empresa. Existem dois fatores que avaliam o modo de utilização desta energia, denominados fator de potência ( fp) e fator de carga ( fc), que indicam a eficiência e racionalidade da forma de utilização da energia elétrica, respectivamente. A necessidade de uma avaliação global da utilização da energia, levando em consideração os dois fatores citados, é realizada por especialistas da área energética para a determinação da situação real da empresa. A lógica fuzzy estabelece a criação de algoritmos genéticos, que são capazes de imitar parte do raciocínio humano. Esta lógica aproxima métodos computacionais e o raciocínio humano, o que possibilita a avaliação global da empresa por métodos computacionais e não mais de especialistas da área energética. Estes métodos são sintetizados criando-se um programa computacional baseado em regras criadas a partir desta lógica, que denominamos controlador fuzzy.O presente trabalho preocupou-se em criar um controlador fuzzy para a avaliação do faturamento do consumo de energia elétrica e demanda de potência ativa e reativa em uma empresa de avicultura de postura. Para isto, coletaram-se dados sobre o comportamento dos parâmetros elétricos, tais como: fator de potência, fator de carga, demanda e consumo ativo. A criação de um controlador fuzzy necessita de um processador de entrada, um conjunto de regras lingüísticas, um método de inferência fuzzy e um processador de saída, gerando um número real como saída... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The region of Bastos-SP is responsible for great part of the Brazilian egg production. Many farms in this region produce the proper ration for feeding of its birds through the triturate of maize and soy with electric engines many large sized times, working in emptiness or schedule of peak. This activity is responsible for great part of the energy expense of the company. Two factors exist that evaluate the way of use of this energy, called power factor ( fp) and load factor ( fc), that indicates the efficiency and rationality of the form of use of the electric energy, respectively. The necessity of a global evaluation of the use of the energy, leading in consideration the two cited factors, is carried through by specialists of the energy area for the determination of the real situation of the company. The logic fuzzy establishes the creation of genetic algorithms, that are capable to imitate part of the human reasoning. This logic approaches computational methods and the human reasoning, what it not more than makes possible the global evaluation of the company for computational methods and specialists of the energy area. These methods are synthecized creating a based computational program in rules created from this logic, that we call controller fuzzy.The present work was worried in creating a controller fuzzy for the evaluation of the invoicing of the consumption of electric energy and demand of active and reactive power in a company of position poultry keeping. For this, they had been collected given on the behavior of the electric parameters, such as: factor of power, load factor, demand and active consumption. The creation of a controller fuzzy needs an entrance processor, a set of linguistic rules, a method of inference fuzzy and a processor of exit, generating a real number as exit. Defining the entrance 0 variable as the load and power factor,... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: O país vive atualmente uma crise de oferta de energia elétrica sem precedentes e várias regiões do país já sofrem com o racionamento. Este cenário de crise coincide com o processo de reestruturação do setor elétrico brasileiro que possibilita os autoprodutores de energia elétrica, como o setor sucroalcooleiro, comercializarem o excedente de energia, obtidos pelo processo de cogeração. Apesar do elevado potencial de comercialização da energia cogerada pelo setor sucroalcooleiro, este não está sendo devidamente aproveitado. Este trabalho teve por objetivo analisar os obstáculos do setor sucroalcooleiro e das distribuidoras em comercializar a energia cogerada pelo setor, à luz da existência dos custos de transação e econômicos. Para a coleta de dados, foram realizadas entrevistas semi-estruturadas com o responsável pela área de cogeração das usinas e distribuidora de energia. Estas entrevistas consistem em perguntas pré-determinadas que foram lidas na mesma ordem e da mesma maneira para todos os entrevistados para assegurar a comparabilidade dos resultados. As entrevistas foram gravadas, transcritas e avaliadas por meio da análise de conteúdo e as respostas dos entrevistados foram agrupadas de acordo com as perguntas. Os resultados indicaram a existência de custos de transação e econômicos devido às características das transações entre os agentes comercializadores de energia elétrica. Conclui-se que a existência dos custos de transação e econômicos entre os agentes podem estar gerando obstáculos à comercialização da energia elétrica cogerada. / Abstract: Our country is going through an unprecedentedly crisis of electrical energy supply and several regions are already under rationing. This crisis coincides with restructuration of brazilian electrical sector that allows energy own-producers, such as sugaralcohol sector to commercialize the excess obtained from cogeneration process. On spite of high potential cogenerated energy commercialization by sugar-alcohol sector it is not being appropriately used. The objective of this study was to analyze the problems of the sugaralcohol sector and the distributing energy industries to commercialize the cogenerated energy considering transaction and economic costs. For data collection semi-structured interviews were carried out involving the responsible by the cogeneration area of mills and the distributing energy industries. These interviews consist of predetermined questions that were applicated in the manner and sequence for all those interviewed to assure comparison of results. The interviews were recorded, transcripted and analyzed though the content analysis and the answers were grouped according to the questions. The results rewied the presence of transaction and economic costs due to the characteristics of transactions between electrical energy dealers. It may conclude that the presence of transaction and economic costs between dealers may be causing problems to the trade of cogenerate electrical energy. / Orientador: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Coorientador: Flávio Abranches Pinheiro / Mestre

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Ariovaldo Verandio Garcia / Resumo: A reestruturação dos mercados de energia para fornecer livre acesso ao sistema de transmissão e o conseqüente aumento no número de transações de compra e venda de energia tem causado congestionamento nos sistemas de transmissão. Como conseqüência, as redes têm sofrido sobrecargas nas linhas de maneira mais freqüente. Uma maneira prática de se melhorar a capacidade de transferência de potência ativa em uma linha de transmissão é a redução de seu fluxo reativo. Esse controle pode ser feito através de alterações nos controles das fontes de potência reativa e nos taps de transformadores. A definição de quais ações serão tomadas de modo a minimizar o fluxo reativo e aliviar, ou mesmo eliminar, a sobrecarga em uma determinada linha, pode ser realizada através da análise de sensibilidade. Uma vez que se está interessado na resposta do sistema às variações de injeções de reativos, utilizamos a matriz Lc do método CRIC (Calcul de Reseaux Implicitement Couples) de fluxo de potência. Também foi utilizado o modelo constante do método CRIC. A metodologia desenvolvida consiste da manipulação da matriz Lc com outras sensibilidades de primeira ordem, de modo a se obter as sensibilidades entre fluxo reativo nas linhas e injeção de reativos nas barras e fluxo reativo nas linhas e taps dos transformadores. As sensibilidades obtidas fornecem as barras e transformadores mais indicados para alívio de uma determinada sobrecarga e são úteis principalmente em casos emergenciais, nos quais não seja necessária a instalação de novas fontes de reativos. Os resultados obtidos são comparados com os obtidos através de uma metodologia semelhante, que utiliza a matriz jacobiana do método de Newton. Foram utilizados para os testes o sistema Cigré de 32 barras, e o sistema Sul-Sudeste brasileiro em duas configurações de carga diferentes. / Abstract: The restructuring of energy markets to supply free access to the transmission system and the consequent increase of the number of power transactions has been causing congestions in the transmission systems. As consequence, the networks have been suffering overloads in the lines in a more frequent way. A practice way of improving the transfer capability of active power in a transmission line is to decrease its reactive power flow. That control can be made through changes in the reactive power sources injections and in the transformer ratios of transformers. The definition of which actions will be taken to minimize the reactive flow and to alleviate, or even to eliminate, the overload in a determined line can be accomplished through the sensibility analysis. Once it is interested in the answer of the system to the variations of reactive power injections, we used the matrix Lc from the CRIC (Calcul of Reseaux Implicitement Couples) power flow method. The constant model of CRIC is also used. The developed methodology consists of the manipulation of the matrix Lc with other first order sensibilities, in order to obtain the sensibilities among reactive flow in the lines and reactive power injections in the buses and reactive flow in the lines and transformer ratios of the transformers. The obtained sensibilities indicate the buses and transformers for relieving a certain overload and they are mainly useful in emergency cases, which it is not necessary the installation of new sources of reagents. The obtained results are compared with the obtained through a similar methodology, that uses the of Newton's method jacobian matrix. The methodologies were tested using the 32-bus Cigré network and the South-southeast Brazilian system in two different load configurations. / Mestre

Resumo: As políticas voltadas para o desenvolvimento econômico tornam-se mais eficientes se forem conhecidas e analisadas as especificidades regionais, tornando-se necessário obter subsídios a partir da dinâmica sócio-econômica do município ou região. Os dados disponíveis para este tipo de análise são, muitas vezes, escassos, muito agregados ou desatualizados. Por isto, o objetivo deste trabalho é obter indicadores de desenvolvimento sócio-econômico a partir de dados de consumo de energia elétrica, para as regiões de Botucatu e Avaré. Para a consecução do trabalho foram utilizados dados de consumo de energia elétrica, assim como variáveis sócio-econômicas coletados no Anuário Estatístico de Consumo de Energia Elétrica e Gás Canalizado publicado pela CESP. Esses se referem a 28 municípios pertencentes a Região Administrativa de Botucatu e Avaré. Dados demográficos e do número de estabelecimentos formais foram obtidos através da Fundação SEADE. Demais informações secundárias foram coletadas junto às prefeituras dos municípios analisados, para o período de 1988 a 1997. Os indicadores estudados referem-se ao consumo de energia elétrica per capita, evolução do consumo total de energia elétrica, número de consumidores e consumo médio por ligação, assim como as respectivas taxas anuais médias de crescimento (estimadas através do ajuste de regressão). Estudou-se também o grau de informalidade...(Resumo completo, clicazr acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Policies toward economical development become more efficient if regional characteristics are known and analysed, therefore, subsidies are necessary to be attained from municipal and regional social and economical dynamics. Available data for this kind of analysis are many times rare, aggregated or old fashioned. Therefore, the aim of this work is attain social and economical development markers from electric energy consumption data for Botucatu and Avaré regions. To accomplish the work, electric energy consumption data were used, as well as social and economical variables collected from the Annual Statistics of Electrical Energy Consumption and Pipe Gas published by CESP. Data refers to 28 cities which belong to Botucatu and Avaré Administrative Region. Demographic data and formal institution numbers were obtained from "Fundação SEADE". More secondary information were collected from the City Halls of analysed cities from 1988 to 1997. Studied markers refer to 'per capita' electric energy consumption, total electric energy consumption evolution, number of consumers ( horizontal evolution) and medium average consumption per connection (vertical evolution), as well as its growing average annual rates (estimated by regression adjustment). Informality degree was also studied...(Complete abstract, click electronic access below) / Orientador: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Coorientador: Flávio Abranches Pinheiro / Mestre

Orientador: Nelson Miguel Teixeira / Banca: Carlos Roberto Padovani / Banca: Isidoro Casal Caminha Junior / Banca: Luiz Francisco da Cruz / Banca: Odival Faccenda / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo utilizar a Teoria Fuzzy para obtenção de uma metodologia alternativa na escolha da estrutura tarifária de energia elétrica mais conveniente para a agroindústria e, em conseqüência, colaborar, reduzindo também os custos da oferta de energia elétrica para o país. A metodologia citada utiliza como variáveis principais o índice de utilização de energia elétrica e o fator de carga do horário de ponta. Estes dois parâmetros elétricos, juntamente com o fator de carga do horário fora de ponta, fornecem o enquadramento tarifário que mais se ajusta a uma determinada UC. Uma aplicação da metodologia estudada é apresentada num estudo de caso, envolvendo resultados obtidos com a migração tarifária de uma UC e ainda uma abordagem comparando os preços médios da energia elétrica para um consumidor em pleno funcionamento e para um projeto de planta elétrica. O Modelo Fuzzy alternativo construído teve desempenho comparável ao modelo, usando as fórmulas de preço médio de energia elétrica para o enquadramento tarifário de uma UC, fato confirmado no estudo de caso levado a efeito neste trabalho. Relativamente ao estudo de caso, chegou-se à conclusão afirmativa para a migração tarifária da ETC para a MTHSV, com diminuição no valor da demanda contratada. As análises feitas com o GMG, instalado na UC, mostraram ganho financeiro ao se gerar energia elétrica na atual estrutura e organização da linha de produção da UC, sendo desaconselhável sob o ponto de vista financeiro, se o GMG tiver de ser adquirido. Quanto ao controle das demandas de potências solicitadas, estudos mostraram que é necessário, não sendo, porém viável levando-se em conta o aspecto estritamente financeiro com um controlador de demanda nos moldes propostos por uma empresa especializada, consultada com esta finalidade. / Abstract: The present work aims to use Fuzzy Theory to obtain an alternative methodology in choosing the most convenient tariff structure of electric energy for agroindustry and as consequence to cooperate for its rational use and also reduce the costs in offering electric energy for the country. The methodology uses as main variables the index of electric energy usage and the load factor at peak hours. These two electric parameters along with the load factor out of peak hours make up the tariff adjustment which best applies to a determined consuming unit. One usage of the studied methodology is shown in a case study involving obtained results from tariff migration of one consuming unit. It is also presented an approach comparing average tariff of electric energy for consumers at full work as well as for an electric plant project. The built alternative Fuzzy Model had a performance comparable to the main model using formulas of electric energy average tariff for tariff adjustment of one consuming unit. Such procedure was confirmed in the case study carried out in this work. Concerning the case study there was a positive conclusion for tariff migration of CCT to GSTTM with a decrease on the value of the contracted demand. Analysis carried out with GMG, which was installed at consuming unit, showed a financial profit when generating electric energy on the current structure and organization of production line at consuming unit thus being unadvisable under financial aspects if GMC is to be purchased. Researches show that it is necessary the control of required energy demand. However it is not viable considering only the financial aspects with a demand controller under the proposed models for a specialized company which was consulted for such aim. / Doutor