Thesis (MScEng) -- Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: South Africa has a signi cant potential resource for electrical power generation in the Agulhas Current on the southeast coast. The Ocean Current Energy Convertor studied in this project was designed to generate power from this current. The feasibility of this device was investigated by analysing the dynamic stability and controllability of the convertor, when acted upon by hydrodynamic forces while harvesting energy from the current. A simulation model was developed to predict the dynamic behaviour using the Simulink software suite. A scale model of the prototype was built and tested in the Towing Tank at Stellenbosch University, and the experimental results were compared against the simulation results. A control algorithm was designed, using the mathematical model, to control the roll angle and deployment depth. The control algorithm was tested in simulation. The results indicated that the simulation model accurately predicted the behaviour of the prototype in testing, and results showed that the device is both stable and controllable. It was concluded that this OCEC design concept warrants further investigation. The recommendations are that the experimental model be improved to ensure reliable experimental results, that further complexity be added to the simulation model, and that the control algorithm be tested on the improved prototype in the towing tank. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die Agulhas-seestroom aan die suidooskus van Suid-Afrika bied 'n aansienlike potensiële hulpbron vir elektriese kragopwekking. Die seestroomenergieomsetter (SEO) wat in hierdie projek bestudeer is was ontwikkel om krag uit hierdie seestroom te genereer. Die doenlikheid van hierdie toestel is ondersoek deur die dinamiese stabiliteit en beheerbaarheid van die omsetter onder die invloed van hidrodinamiese kragte te analiseer terwyl dit energie van die stroom inwin. 'n Simulasiemodel is met behulp van Simulink-sagteware ontwikkel om die dinamiese gedrag te voorspel. 'n Skaalmodel van die prototipe was gebou en in die sleeptenk by Universiteit Stellenbosch getoets en die eksperimentele resultate met die simulasie se resultate vergelyk. 'n Beheer-algoritme is daarna ontwerp, deur middel van die wiskundige model, om die rolhoek en diepte van ontplooiing te beheer.Hierdie algoritme is tydens simulasie getoets. Die resultate het aangedui dat die simulasiemodel akkuraat die gedrag van die prototipe tydens toetse voorspel het, en die resultate het gewys dat die toestel beide stabiel en beheerbaar is. Die gevolgtrekking is gemaak dat die SEO se ontwerpkonsep verdere studie regverdig. Die aanbevelings is dat die eksperimentele model verbeter word om betroubare eksperimentele resultate te verseker, dat verdere kompleksiteit by die simulasiemodel gevoeg word, en dat die beheer-algoritme op die verbeterde model in die sleeptenk getoets word.

Este trabalho apresenta a contribuição obtida no desenvolvimento de um Gerador de Eletricidade Híbrido (HYBRIDGEN), com tecnologia nacional, focado nos sistemas de terceira geração de energia elétrica híbrido, composto por um módulo de células a combustível tipo PEMFC, associado a um acumulador chumbo ácido. Mostra-se também a sua capacidade de operar em modo contínuo, carga com demanda variável e fator de carga inferior a 50%. Foram abordados quatro temas principais. O primeiro refere-se a um estudo para a melhoria da eficácia na conversão de energia em corrente contínua (cc), ao regular o potencial de saída do conversor cc-cc. A energia é proveniente do módulo de célula a combustível de 1 kWe, equipado com sistema térmico de refrigeração e sistema de alimentação de gases, aqui denominados MCC1. Para tal, foi construído o modelo matemático do sistema conversor de corrente contínua (sistema conversor cc-cc), com solução suportada em equações diferenciais algébricas, ensaios no MCC1, bem como em simulação computacional no programa MATLAB7®. O segundo tema refere-se ao desenvolvimento do projeto e montagem do protótipo do HYBRIDGEN devido à inexistência no mercado brasileiro de um equipamento com as características necessárias tanto para a pesquisa, quanto para uso comercial. Desenvolveu-se uma placa controladora para o acumulador (PCC), os esquemas elétricos, os barramentos e o sistema de relés. Também foi utilizado o MCC1 em desenvolvimento pelo IPEN e ELECTROCELL® com tecnologia 100% nacional. O HYBRIDGEN foi instalado em um sistema móvel. O terceiro tema refere-se à análise de estabilidade do modelo matemático do sistema conversor cc-cc. Utilizou-se de quatro testes de estabilidade, sendo: 1 - pela Resposta em Frequência ao utilizar o Teorema do Mapeamento, de Nyquist; 2 - Lugar das Raízes, de Nyquist; 3 - função de teste Degrau, em pontos de operação e, 4 - função de teste Impulso, em pontos de operação. Por fim, apresentaram-se os resultados dos ensaios de potencial e corrente de uma célula a combustível unitária de 25 cm2, do MCC1, e do HYBRIDGEN. No desenvolvimento dos primeiros testes o MCC1 atingiu 704,55 We, (potência considerada condição predominante de operação). A seguir, demonstrou-se a capacidade do HYBRIDGEN para simultaneamente: alimentar cargas em corrente contínua; carregar o acumulador de 45 Ah; alimentar o inversor de 2 kWe e o autotransformador, para fornecer energia a equipamentos em 12Vcc, 127 Vac e 220Vac, 60 Hz, todos num total de 819,52 We. Esses resultados foram obtidos mesmo com limitações na refrigeração ventilada do MCC1, observadas no decorrer dos testes. Assim, o HYBRIDGEN se mostrou viável tecnicamente, e com grande potencial de uso. / This work presents the contribution obtained by the development of the Hybrid Electric Power Generation System (HYBRIDGEN), with Brazilian technology, focused on third generation hybrid system, composed of the fuel cell type PEMFC, associated with a lead acid battery, and shows its variable load demand continuous mode operate ability with load factor below 50%. Four main themes were addressed. The first refers to a study concerning the to direct current (DC) energy converting efficiency improvement to regulate the dc-dc converter output potential. Power comes from the 1 kWe fuel cell stack, equipped with thermal cooling system and gas supply system, here named MCC1. After that a dc-dc converter system mathematical model was built supported on differential algebraic equations solution, the MCC1 trials, as well as in MATLAB7® program computer simulation. The second theme concerns the HYBRIDGEN prototype project and assembly due to lack on equipment on the Brazilian market with the necessary features for both research and for commercial use. Then, a charge controller card (CCC), wiring diagrams, copper bus and relay system were developed. A MCC1 developed by IPEN and ELECTROCELL® with Brazilian technology was use. The HYBRIDGEN can be installed in a mobile system. The third refers to a study concerning the stability analysis of the dc-dc converter system mathematical model. Four stability tests were addressed, namely: 1- The Frequency Response was used the Nyquist Mapping Theorem, 2 - The Nyquist Root Locus , 3 - The Step Test Function on operating points, and 4 - The Impulse Test Function on operating points. Finally, experiments with a 25 cm2 fuel cell unit, the MCC1 module and the HYBRIDGEN were carried out to, potential and current results. In the first MCC1 tests delivered a power output of 704.55 W (considered dominant operation power). Then, it was demonstrated the HYBRIDGEN ability to 819.52 We supply power, simultaneously: direct current loads, charge a 45Ah battery, a 2 kWe inverter and the autotransformer to supply power 12 Vcc, 127Vac, 220Vac, 60 Hz equipment. These results were achieved despite the MCC1 limit in the cooling system observed during the tests. Then, the HYBRIDGEN could be demonstrated technically feasible, and leading to great potential uses.

This operations research thesis should be situated in the field of the power generation industry. The general objective of this work is to efficiently solve the Generalized Unit Commitment (GUC) problem by means of specialized software. The GUC problem generalizes the Unit Commitment (UC) problem by simultane-ously solving the associated Optimal Power Flow (OPF) problem. There are many approaches to solve the UC and OPF problems separately, but approaches to solve them jointly, i.e. to solve the GUC problem, are quite scarce. One of these GUC solving approaches is due to professors Batut and Renaud, whose methodology has been taken as a starting point for the methodology presented herein.This thesis report is structured as follows. Chapter 1 describes the state of the art of the UC and GUC problems. The formulation of the classical short-term power planning problems related to the GUC problem, namely the economic dispatching problem, the OPF problem, and the UC problem, are reviewed. Special attention is paid to the UC literature and to the traditional methods for solving the UC problem. In chapter 2 we extend the OPF model developed by professors Heredia and Nabona to obtain our GUC model. The variables used and the modelling of the thermal, hydraulic and transmission systems are introduced, as is the objective function. Chapter 3 deals with the Variable Duplication (VD) method, which is used to decompose the GUC problem as an alternative to the Classical Lagrangian Relaxation (CLR) method. Furthermore, in chapter 3 dual bounds provided by the VDmethod or by the CLR methods are theoretically compared.Throughout chapters 4, 5, and 6 our solution methodology, the Radar Multiplier (RM) method, is designed and tested. Three independent matters are studied: first, the auxiliary problem principle method, used by Batut and Renaud to treat the inseparable augmented Lagrangian, is compared with the block coordinate descent method from both theoretical and practical points of view. Second, the Radar Sub- gradient (RS) method, a new Lagrange multiplier updating method, is proposed and computationally compared with the classical subgradient method. And third, we study the local character of the optimizers computed by the Augmented Lagrangian Relaxation (ALR) method when solving the GUC problem. A heuristic to improve the local ALR optimizers is designed and tested.Chapter 7 is devoted to our computational implementation of the RM method, the MACH code. First, the design of MACH is reviewed brie y and then its performance is tested by solving real-life large-scale UC and GUC instances. Solutions computed using our VD formulation of the GUC problem are partially primal feasible since they do not necessarily fulfill the spinning reserve constraints. In chapter 8 we study how to modify this GUC formulation with the aim of obtaining full primal feasible solutions. A successful test based on a simple UC problem is reported. The conclusions, contributions of the thesis, and proposed further research can be found in chapter 9.

Este trabalho apresenta a análise teórica e experimental do gerador assíncrono de dupla alimentação, denominado GEADA ao longo deste trabalho, operando em regime permanente com velocidade não fixa, mas com freqüência da armadura constante. Compreende o escopo do trabalho a análise teórica a partir do circuito equivalente do gerador, a análise teórica e experimental da curva de magnetização do GEADA operando em freqüência do rotor variável, uma proposta de adaptação da curva de capacidade aplicada na operação dos geradores síncronos para o GEADA e a sua análise considerando-o como máquina síncrona a partir dos seus terminais, os ensaios normalizados e complementares necessários para o levantamento dos parâmetros para este circuito equivalente e ensaios do GEADA operando com carga para verificação de seu desempenho Os resultados obtidos permitem um melhor entendimento desse sistema de geração, de suas condições de operação e utilização em sistemas de geração de velocidade não fixa como, por exemplo, sistemas eólicos e hidrelétricos. / The study presents the theoretical and experimental analysis of the double fed asynchronous generator, called GEADA, operating in steady state with non-fixed speed but with constant armature frequency. It comprehends the theoretical analysis based on the equivalent circuit of this generator, the theoretical and experimental analysis of the curve of magnetization of the GEADA operating with variable rotor frequency. A proposal of adaptation of the capability curve applied in the operation of the synchronous generators for the GEADA is also presented, its analysis considering it as a synchronous machine from its terminals, the standard and complementary tests necessary for the calculation of the parameters for the equivalent circuit and the tests with the GEADA operating under on-load conditions to verify its performance. The achieved results allow a better understanding of this generation system, its operational conditions and applicability to the power generation systems based on variable speed, such as wind and hydroelectric power plants.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:57:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2859184 bytes, checksum: 1715e0300f8f547f3f4d0e5ea3c865ab (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a characterization study of a piezoelectric element for generating electricity. This characterization allowed the determination of the relationship between mechanical deformation experienced by the element generator (piezoelectric) and the electric power generated. The results of the study were based on simulations using a finite element program (ANSYS) and experimental data. Was used the ceramic Lead Zirconate Titanate (PZT) as the piezoelectric element of the generator. We developed a generator comprised of a basic cantilever beam excited by a shaker (exciter) at the frequencies of interest. With the use of this generator, it was established that the maximum voltage generation and electrical power occurred at a frequency of 75 Hz. For a load of 19.69 kΩ, which divided the voltage generated under no load condition by half at the frequency of 75 Hz, it was provided an electric power of 1,877 mW for a deformation of 387,97 μm/m on the PZT. For this frequency, the results of elastic deformation and voltage in the simulations, showed to be equivalent to those achieved in the experiment. / Este trabalho apresenta um estudo de caracterização de um elemento piezoelétrico para geração de energia elétrica. Essa caracterização permitiu a determinação da relação entre a deformação mecânica sofrida pelo elemento gerador (piezoelétrico) e a potência elétrica gerada. Os resultados obtidos pelo estudo foram baseados em simulações utilizando um programa de elementos finitos (Ansys) e em dados experimentais. Como elemento piezoelétrico gerador foi utilizada a cerâmica piezoelétrica de Zirconato Titanato de Chumbo (PZT). Para a obtenção dos resultados experimentais, foi desenvolvido um gerador composto por uma viga monoengastada excitada por um shaker (excitador) nas frequências de interesse. Com a utilização deste gerador foi possível constatar que a máxima geração de tensão e potência elétrica ocorreu na frequência de 75 Hz. Para uma carga de 19,69 kΩ, que dividiu, a tensão elétrica gerada em circuito aberto, pela metade na frequência de 75 Hz, foi fornecida uma potência elétrica de 1,877 mW para uma deformação de 387,97 μm/m sobre o PZT. Para esta frequência, os resultados obtidos de deformação elástica e tensão elétrica nas simulações, se mostraram equivalentes aos alcançados no experimento.

Este trabalho apresenta a análise teórica e experimental do gerador assíncrono de dupla alimentação, denominado GEADA ao longo deste trabalho, operando em regime permanente com velocidade não fixa, mas com freqüência da armadura constante. Compreende o escopo do trabalho a análise teórica a partir do circuito equivalente do gerador, a análise teórica e experimental da curva de magnetização do GEADA operando em freqüência do rotor variável, uma proposta de adaptação da curva de capacidade aplicada na operação dos geradores síncronos para o GEADA e a sua análise considerando-o como máquina síncrona a partir dos seus terminais, os ensaios normalizados e complementares necessários para o levantamento dos parâmetros para este circuito equivalente e ensaios do GEADA operando com carga para verificação de seu desempenho Os resultados obtidos permitem um melhor entendimento desse sistema de geração, de suas condições de operação e utilização em sistemas de geração de velocidade não fixa como, por exemplo, sistemas eólicos e hidrelétricos. / The study presents the theoretical and experimental analysis of the double fed asynchronous generator, called GEADA, operating in steady state with non-fixed speed but with constant armature frequency. It comprehends the theoretical analysis based on the equivalent circuit of this generator, the theoretical and experimental analysis of the curve of magnetization of the GEADA operating with variable rotor frequency. A proposal of adaptation of the capability curve applied in the operation of the synchronous generators for the GEADA is also presented, its analysis considering it as a synchronous machine from its terminals, the standard and complementary tests necessary for the calculation of the parameters for the equivalent circuit and the tests with the GEADA operating under on-load conditions to verify its performance. The achieved results allow a better understanding of this generation system, its operational conditions and applicability to the power generation systems based on variable speed, such as wind and hydroelectric power plants.

Este trabalho apresenta a análise teórica e experimental do gerador assíncrono de dupla alimentação, denominado GEADA ao longo deste trabalho, operando em regime permanente com velocidade não fixa, mas com freqüência da armadura constante. Compreende o escopo do trabalho a análise teórica a partir do circuito equivalente do gerador, a análise teórica e experimental da curva de magnetização do GEADA operando em freqüência do rotor variável, uma proposta de adaptação da curva de capacidade aplicada na operação dos geradores síncronos para o GEADA e a sua análise considerando-o como máquina síncrona a partir dos seus terminais, os ensaios normalizados e complementares necessários para o levantamento dos parâmetros para este circuito equivalente e ensaios do GEADA operando com carga para verificação de seu desempenho Os resultados obtidos permitem um melhor entendimento desse sistema de geração, de suas condições de operação e utilização em sistemas de geração de velocidade não fixa como, por exemplo, sistemas eólicos e hidrelétricos. / The study presents the theoretical and experimental analysis of the double fed asynchronous generator, called GEADA, operating in steady state with non-fixed speed but with constant armature frequency. It comprehends the theoretical analysis based on the equivalent circuit of this generator, the theoretical and experimental analysis of the curve of magnetization of the GEADA operating with variable rotor frequency. A proposal of adaptation of the capability curve applied in the operation of the synchronous generators for the GEADA is also presented, its analysis considering it as a synchronous machine from its terminals, the standard and complementary tests necessary for the calculation of the parameters for the equivalent circuit and the tests with the GEADA operating under on-load conditions to verify its performance. The achieved results allow a better understanding of this generation system, its operational conditions and applicability to the power generation systems based on variable speed, such as wind and hydroelectric power plants.

Este trabalho apresenta a contribuição obtida no desenvolvimento de um Gerador de Eletricidade Híbrido (HYBRIDGEN), com tecnologia nacional, focado nos sistemas de terceira geração de energia elétrica híbrido, composto por um módulo de células a combustível tipo PEMFC, associado a um acumulador chumbo ácido. Mostra-se também a sua capacidade de operar em modo contínuo, carga com demanda variável e fator de carga inferior a 50%. Foram abordados quatro temas principais. O primeiro refere-se a um estudo para a melhoria da eficácia na conversão de energia em corrente contínua (cc), ao regular o potencial de saída do conversor cc-cc. A energia é proveniente do módulo de célula a combustível de 1 kWe, equipado com sistema térmico de refrigeração e sistema de alimentação de gases, aqui denominados MCC1. Para tal, foi construído o modelo matemático do sistema conversor de corrente contínua (sistema conversor cc-cc), com solução suportada em equações diferenciais algébricas, ensaios no MCC1, bem como em simulação computacional no programa MATLAB7®. O segundo tema refere-se ao desenvolvimento do projeto e montagem do protótipo do HYBRIDGEN devido à inexistência no mercado brasileiro de um equipamento com as características necessárias tanto para a pesquisa, quanto para uso comercial. Desenvolveu-se uma placa controladora para o acumulador (PCC), os esquemas elétricos, os barramentos e o sistema de relés. Também foi utilizado o MCC1 em desenvolvimento pelo IPEN e ELECTROCELL® com tecnologia 100% nacional. O HYBRIDGEN foi instalado em um sistema móvel. O terceiro tema refere-se à análise de estabilidade do modelo matemático do sistema conversor cc-cc. Utilizou-se de quatro testes de estabilidade, sendo: 1 - pela Resposta em Frequência ao utilizar o Teorema do Mapeamento, de Nyquist; 2 - Lugar das Raízes, de Nyquist; 3 - função de teste Degrau, em pontos de operação e, 4 - função de teste Impulso, em pontos de operação. Por fim, apresentaram-se os resultados dos ensaios de potencial e corrente de uma célula a combustível unitária de 25 cm2, do MCC1, e do HYBRIDGEN. No desenvolvimento dos primeiros testes o MCC1 atingiu 704,55 We, (potência considerada condição predominante de operação). A seguir, demonstrou-se a capacidade do HYBRIDGEN para simultaneamente: alimentar cargas em corrente contínua; carregar o acumulador de 45 Ah; alimentar o inversor de 2 kWe e o autotransformador, para fornecer energia a equipamentos em 12Vcc, 127 Vac e 220Vac, 60 Hz, todos num total de 819,52 We. Esses resultados foram obtidos mesmo com limitações na refrigeração ventilada do MCC1, observadas no decorrer dos testes. Assim, o HYBRIDGEN se mostrou viável tecnicamente, e com grande potencial de uso. / This work presents the contribution obtained by the development of the Hybrid Electric Power Generation System (HYBRIDGEN), with Brazilian technology, focused on third generation hybrid system, composed of the fuel cell type PEMFC, associated with a lead acid battery, and shows its variable load demand continuous mode operate ability with load factor below 50%. Four main themes were addressed. The first refers to a study concerning the to direct current (DC) energy converting efficiency improvement to regulate the dc-dc converter output potential. Power comes from the 1 kWe fuel cell stack, equipped with thermal cooling system and gas supply system, here named MCC1. After that a dc-dc converter system mathematical model was built supported on differential algebraic equations solution, the MCC1 trials, as well as in MATLAB7® program computer simulation. The second theme concerns the HYBRIDGEN prototype project and assembly due to lack on equipment on the Brazilian market with the necessary features for both research and for commercial use. Then, a charge controller card (CCC), wiring diagrams, copper bus and relay system were developed. A MCC1 developed by IPEN and ELECTROCELL® with Brazilian technology was use. The HYBRIDGEN can be installed in a mobile system. The third refers to a study concerning the stability analysis of the dc-dc converter system mathematical model. Four stability tests were addressed, namely: 1- The Frequency Response was used the Nyquist Mapping Theorem, 2 - The Nyquist Root Locus , 3 - The Step Test Function on operating points, and 4 - The Impulse Test Function on operating points. Finally, experiments with a 25 cm2 fuel cell unit, the MCC1 module and the HYBRIDGEN were carried out to, potential and current results. In the first MCC1 tests delivered a power output of 704.55 W (considered dominant operation power). Then, it was demonstrated the HYBRIDGEN ability to 819.52 We supply power, simultaneously: direct current loads, charge a 45Ah battery, a 2 kWe inverter and the autotransformer to supply power 12 Vcc, 127Vac, 220Vac, 60 Hz equipment. These results were achieved despite the MCC1 limit in the cooling system observed during the tests. Then, the HYBRIDGEN could be demonstrated technically feasible, and leading to great potential uses.

Orientador: Carlos Alberto Mariotoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borin_FernandoLuders_M.pdf: 5674159 bytes, checksum: 06b685198e7c4437396ce7f2a615662d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo fornecer maiores subsídios tendo em vista a matriz energética brasileira, no que se refere ao planejamento, repotênciação, operação e controle dos sistemas de geração de energia elétrica, de modo a prover meios de otimização mais eficazes, reduzindo os impactos de recursos naturais e econômicos demandados pelo sistema elétrico de geração e transmissão. O uso de técnicas de rotação ajustável já vem sendo empregado com sucesso em vários casos, tanto a nível nacional, quanto a nível internacional. A geração através de sistemas eólicos é o exemplo mais forte neste sentido, superando as expectativas de planejamento em vários casos. Os sistemas eólicos só podem operar por meio de técnicas de rotação ajustável. Contudo, a utilização das técnicas de rotação ajustável, tem muito a contribuir, mediante devidas ponderações, nos mais diversos segmentos de geração de energia. Qualquer que seja o caso, é possível de se obter ganhos consideráveis, no que se refere à otimização dos aproveitamentos energéticos. Dentro deste contexto, o trabalho apresenta um panorama geral das alternativas de geração de energia elétrica, e os possíveis ganhos que o sistema de rotação ajustável pode disponibilizar em cada um destes casos. Inicialmente são abordados aspectos gerais dos sistemas convencionais, de forma a estabelecer parâmetros de comparação. A seguir, aspectos específicos de geração por meios hidráulicos, térmicos, eólicos são abordados. Uma análise referente a sistemas isolados de geração também é apresentada, agregando vantagens adicionais não evidenciadas nos sistemas interligados. Desta forma, espera-se que levando em consideração estas técnicas de rotação ajustável, possam conduzir a investimentos relativos de expansão, reforma e operação do sistema de forma mais racional, minimizando impactos ambientais e sociais, contado ainda com ganhos de eficiência disponibilizados. / Abstract: This work has for objective to supply larger subsidies the head office Brazilian energetics, in what he/she refers to the planning, retrofitting, operation and control of the systems of electric power generation, in way to provide more effective optimization means, reducing the impacts of natural and economical resources disputed by the electric system of generation and transmission. The use of techniques of adjustable speed has already been used with success in several cases, so much at national level, as for international level. The generation through eolic systems is the strongest example in this sense, overcoming the planning expectations in several cases. The eolic systems can only operate through techniques of adjustable rotation. However, the use of the techniques of adjustable speed, has a lot to contribute, by the due considerations in the most several segments of generation of energy. Any that is the case, is possible of obtaining won considerable, in what it refers the optimization of the energy uses. Inside of this context, the work presents a general panorama of the alternatives of electric power generation, and the possible impacts that the system of adjustable speed can make available in each one of these cases. Initially general aspects of the conventional systems are approached, in way to establish comparison parameters. To proceed, specific aspects of generation for means hydraulic, thermal, eolics are approached. An analysis regarding isolated systems of generation is also presented, joining additional advantages no evidenced in the interlinked systems. This way, it is waited that taking into account these techniques of adjustable rotation, they can lead to relative investments of expansion, it reforms and operation of the system in a more rational way, minimizing environmental and social impacts, still counted with won of efficiency made available. / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

As características estruturais do setor elétrico brasileiro são semelhantes às de outros setores produtivos clássicos. O segmento geração de energia elétrica ocupa um papel de destaque não só no aspecto estrutural, mas também na sua participação dentro da tarifa de fornecimento de energia elétrica, com participação da ordem de 30%. As questões comerciais que deveriam estar presentes de forma intensa durante todo o ciclo de vida do SEB, somente nas duas últimas décadas ganharam destaque e lhe foi dada a devida importância. Este trabalho procurou identificar como se processou as relações negociais, em particular as de cunho comercial, entre as empresas, supridoras e supridas, integrantes do setor elétrico brasileiro - SEB. O estudo foi segmentado em três períodos: 1990 a 1996 - \"Concepção da privatização\", 1997 a 2002 - \"Execução Operacional do Programa de Privatização\" e 2003 a 2006 - \"Modelo da Reestruturação\". Foram analisados os conceitos referentes a energia assegurada, mecanismo de realocação de energia e contratos iniciais.O texto expõe também a evolução histórica do SEB desde o final do século XIX, durante todo o século XX, e observou as externalidades que contribuíram para o posicionamento atual, como por exemplo, crise do México, Consenso de Washington e Racionamento de Energia Elétrica - 2001. Finalmente são apresentados os conceitos e o processo de cálculo do custo marginal de operação - CMO e do preço da liquidação das diferenças - PLD e do atual processo de comercialização de energia que compreende os ambientes de contratação regulada, com destaque para os leilões de energia, e o ambiente de contratação livre. / The characteristics of the Brazilian Electrical Sector, BES, are similar to those of other classic productive sectors. The electrical power generation segment plays an important role not only in the structural aspect, but also in the share of about 30% of the user\'s end tariff. The commercial issues, that should have been strongly emphasized in all BES life cycle, have only in the two last decades received the attention it deserved. This work aimed at identifying how business relations developed, particularly the commercial issues of the companies belonging to the BES system; that is, suppliers and supplied components of the said system. This project was divided into three parts: 1990 to 1996 - \"Conception of privatization\", 1997 to 2002 - \"Operational execution of privatization programs\" and 2003 to 2006 - \"Restructuring model\". Concepts related to assured power supply, electricity reallocation mechanism and initial contracts were analyzed. The text still describes BES historical evolution from the end of the nineteenth century through the twentieth century. The prevailing external scenarios that contributed to the present situation, e.g., Mexico Crises, Washington Consensus and 2001 Electricity Supply Restriction were also taken into account. Due consideration has also been given to: marginal operational cost calculation, settlement price for the differences (spot prices) and the existing process of power commercializing, which encompasses free and regulated contracting ambience. In the latter power auction plays the dominant role.