Orientador: Sérgio Valdir Bajay / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:35:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_ElisadePodesta_M.pdf: 7431510 bytes, checksum: e7a85003e392f6d271fdc2dc2e9db379 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O desenvolvimento de um país exige energia. Ela está presente em diferentes formas ao nosso redor, seja na lâmpada que ilumina o nosso ambiente de trabalho, no combustível dos veículos, ou em todos os processos de produção industrial. Este trabalho foca a geração de energia elétrica proveniente de usinas hidrelétricas através da repotenciação. Repotenciar é o ato de melhorar os parâmetros atuais de uma usina, seja aumentando sua capacidade instalada, ou seu fator de capacidade, seja melhorando o rendimento, ou as características mecânicas/elétricas das suas máquina. A automação também é um fator importante nas repotenciações de hoje. Repotenciar demanda um prazo muito menor do que a construção de uma usina nova, além de não gerar impactos ambientais adicionais e possuir menor custo. As usinas brasileiras estão envelhecendo e precisam passar por algum processo de modernização para manter (ou aumentar) sua geração. Neste trabalho são apresentados os vários tipos de repotenciações possíveis e os componentes envolvidos em uma usina, assim como se estima a capacidade instalada das usinas hidrelétricas brasileiras mais adequadas para uma repotenciação. Exemplos de repotenciações no País e no exterior são discutidos, com destaque para trabalhos realizados pela Andritz Hydro. As barreiras hoje existentes para uma maior difusão do processo de repotenciação no Brasil são analisadas, e possíveis estratégias para eliminar estes obstáculos são propostas / Abstract: The development of a country requires energy. It is present in different forms around us, in the lamp that illuminates our workplace, in the vehicles' fuels, or in all industrial processes. The focus of this study is the electricity generation coming from hydropower plants through rehabilitation. The latter is the act of improving the current parameters of a power station, increasing the plant's installed capacity or capacity factor, or else, improving the machines' efficiency, or their mechanical/electrical characteristics. Automation is also an important factor in rehabilitations nowadays. Rehabilitation demands much less time than building a new power station; besides, it does not generate additional environmental impacts and has lower costs. Brazilian power stations are aging and need to go through modernization processes in order to keep (or increase) their generation. In this study, the possible rehabilitation types and the power plant components involved are presented. It is estimated the installed capacity power for the most adequated hydro power stations in Brazil regarding rehabilitation project. Examples of rehabilitations in the country and abroad are discussed, particularly some of them carried out by Andritz Hydro. The current barriers for a larger diffusion of the rehabilitation process in Brazil are assessed, and possible strategies to eliminate these obstacles are proposed / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestra em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores : Ariovaldo Verandio Garcia, Alcir Jose Monticelli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T15:20:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Haffner_SergioLuis_D.pdf: 1949827 bytes, checksum: 29124be4430da943062df08dab1fce19 (MD5) Previous issue date: 2000 / Doutorado

Orientador: Takaaki Ohishi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AgurtoLescano_GerardoMiguel_M.pdf: 1470418 bytes, checksum: 9e91c402a202ef678405ff9d6a8c5291 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Na última década, efetuou-se uma reorganização nos mercados elétricos em nível mundial, com importantes mudanças na sua estrutura, com disposição de aumentar a eficiência, qualidade e competitividade nos mesmos e com o objetivo final de beneficiar aos usuários ou consumidores. As características particulares desta indústria (impossibilidade de armazenamento da eletricidade e o conseguinte balanço que deve haver entre oferta e demanda, em todo momento, ou a existência de energia e potência ativa e reativa) dão ao Mercado elétrico uma estrutura muito especial. Neste trabalho se faz um estudo dos chamados Serviços Ancilares, necessários para assegurar a confiabilidade na operação do Sistema. Concretamente, escolheram-se para esta investigação 03 Sistemas elétricos diferentes: do Reino Unido, os Países Nórdicos (Noruega e Suécia) e o estado da Califórnia (EE. UU). Para cada um dos países estudados, analisam-se tanto os aspectos técnicos como econômicos relacionados com a produção, entrega, provisão, comercialização e remuneração dos Serviços Ancilares e intentar tirar conclusões úteis acerca das vantagens que apresenta cada estrutura. Finalmente, propõe-se uma forma de implementar um modelo de despacho centralizado e um modelo baseado leilão para a provisão dos Serviços Ancilares de Reserva Operativa. Em base às análises realizadas, implementou-se um algoritmo em Matlab para a resolução de um fluxo de potência ótimo linear, com o objetivo de minimizar os custos de tais serviços, sujeita às restrições do sistema. Além disso, sugerem-se soluções às necessidades atuais do dito Sistema e se destacam algumas conclusões úteis, que permitam guiar futuras investigações, na linha de determinar a melhor forma de implementação dos Serviços Ancilares necessários para assegurar a confiabilidade na operação do Sistema e obter uma provisão eficiente dos mesmos / Abstract: Over the last decade there has been a worldwide reorganization of the power markets, with important changes in their structures, with attempts to improve their efficiency, quality and competitiveness aiming the benefit of users or consumers. The particular characteristics of this industry (impossibility of energy storage and the consequent need for a balance between demand and supply, or the existence of active and reactive power energy) provide the electric market with a very special structure. In this Thesis, a systematic study of the calls the Ancillary Services is implemented in order to assure the security in the system operation. Three different electric systems were chosen for investigation: the United Kingdom, Nordic countries (Norway and Sweden), Spain, and the state of California (U.S). For each country studied, it was analyzed the technical aspects as well as the economic issues related to the production, delivery, provision, commercialization and charging of the Ancillary Services, trying to draw useful conclusions about the advantages that each structure presents. Finally, it is proposed an implementation model of centralized dispatch and a auction-based market model of Operative Reserve. Based on the analyses carried out, a MatLab algorithm was implemented for the solution of the optimum linear power flow, aiming the minimization of charging of these services, subject to the system constraints. Furthermore, solutions to the current need of the referred system were suggested, and some useful conclusions were drawn, allowing the guidance of future investigations toward the determination of the best way to implement the Ancillary Services in order to assure the security in the system operation and its efficiency / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Christiano Lyra Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T11:18:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SaJunior_CesarLucioCorreade_M.pdf: 4988863 bytes, checksum: ae89f6b5e2d80299544a63331b2089a7 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O sistema elétrico brasileiro utiliza uma seqüência de procedimentos para realizar as atividades de planejamento e programação da operação. Nesta seqüência pode-se identificar estudos estratégicos, táticos e operacionais. Os estudos estratégicos estabelecem quais devem ser as gerações hidráulica e térmica para que o custo de operação do sistema seja mínimo. Os estudos táticos definem as políticas semanais de operação que são uma aplicação das estratégias às condições atualizadas do sistema. A programação da operação estabelece um programa de geração horário para as usinas do sistema e de intercâmbio de energia entre as empresas. A representação simplificada de parâmetros nos estudos táticos - carga e vazões naturais como variáveis médias semanais - pode gerar políticas semanais inviáveis para a programação diária da operação. Este trabalho discute um procedimento para a programação semanal servindo para aproximar a etapa referente aos estudos táticos e a programação diária da operação. Esta nova etapa oferece maior consistência à seqüência de procedimentos em uso no Brasil. A abordagem discutida neste trabalho divide a semana em blocos de carga horários com características semelhantes e procura maximizar a economia de recursos hidráulicos do sistema. Os resultados obtidos são um programa de geração para as usinas do sistema e a programação dos intercâmbios entre empresas. A técnica utilizada para solução do modelo de otimização é a programação linear. Um estudo de casos discute a aplicação da metodologia proposta para obtenção da programação da operação da primeira semana de setembro de 1993, no sistema de geração da região Sul do País / Abstract: The Brazilian energy operation planning activities are based on a chain of procedures with three major steps: strategic, tacticaland operationalstudies. Strategic studies establish the share of therma1and hydraulic generation, so that the expected value of the operation cost is rninimal.Weeldy policies are the result of the tactical studies and are the applicationof the previous strategiesto current system conditions. The daily generation scheduling obtains an hourly generation program for all plants and for energy exchanges between electric utilities. The time step used in the tactical studies makes it impossible to represent load and inflow variations in a proper way. Because of this representation, sometimes the weeldy policies are unfeasible. In this work we discuss a new proceeding in order to have the weeldy generation scheduling. This proceeding willmake the chain of procedures more consistent. The week is represented by a sequence of hourly blocks with similar characteristics. The objective function maximizes the savings of the hydraulic resources of the system. The results are: a generation schedule for hydro plants and for energy exchanges between electric utilities. The optimizationtechnique is linear programming. A case study discusses the application of the proposed methodology to obtain the generation schedulein the Brazilian southern region, forthe first week of September, 1993 / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Sergio Valdir Bajay, Paulo Sergio Franco Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_AndreFlavioSoares_M.pdf: 1792951 bytes, checksum: a865e5b33783ba4a8f044bcff70f9809 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Nesta dissertação se avalia o estado da arte do planejamento da operação energética e da manutenção de usinas em sistemas hidrotérmicos de potência e se propõe algumas inovações. Neste contexto, se faz uma revisão crítica das metodologias de planejamento empregadas no setor elétrico brasileiro, incluindo as bases de dados que dão suporte a estas metodologias e dando destaque às práticas atuais do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS); várias propostas de avanços metodológicos são feitas ao longo desta parte do trabalho. Uma outra parte desta dissertação envolve a aplicação de um modelo de otimização, a médio prazo, da operação de algumas usinas do Sistema Interligado Nacional (SIN), pertencentes a uma concessionária geradora no Estado de São Paulo, satisfazendo as metas de geração impostas pelo planejamento centralizado do SIN, realizado pelo ONS, e restrições associadas ao uso múltiplo da água nos reservatórios destas usinas, dentre outras. Várias funções-objetivo podem ser utilizadas neste modelo, dependendo das finalidades a serem atingidas nas simulações. O modelo foi aplicado ao parque gerador hidrelétrico da empresa AES, nos rios Tietê e Pardo; algumas simulações foram feitas, discutindo-se os resultados alcançados / Abstract: The state-of-the-art of power plant scheduling and maintenance planning in hydro-thermal power systems is evaluated in this thesis and some innovations are proposed. In this context, a critical review of the planning methodologies employed in the Brazilian power sector is carried out, including the data bases which support these methodologies and pointing out the current practices of the National Operator of the Power System (ONS); several proposals concerning advances in these methodologies are put forward along this work. In another part of this thesis, the medium-term scheduling of some power stations of the National Interlinked System (SIN) belonging to a utility in the State of São Paulo are modeled through an optimization algorithm, which meets the generation targets imposed by the centralized planning of SIN, carried out by ONS, and constraints associated to multiple uses of water in the reservoirs of these plants, among other constraints. Several objective functions can be used in this model, depending on the purposes to be achieved in the simulations. The model was applied to the hydroelectric generation system of the company AES, in the rivers Tietê and Pardo; some simulations were carried out and their results are discussed in the thesis / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Antonio Roberto Balbo / Banca: Helenice de Oliveira F. Silva / Banca: Edmea Cassia Baptista / Resumo: O presente trabalho apresenta o método primal-dual previsor-corretor de pontos interiores para programação quadrática, com restrições lineares e quadráticos e variáveis canalizadas, e a aplicação deste método na resolução de problemas multiobjetivo de despacho econômico e ambiental, encontrados na engenharia elétrica. Pretende-se determinar soluções que sejam eficientes em relação ao custo dos combustíveis empregados na geração termoelétrica de energia e ao controle da emissão de poluentes, investigando-se duas estratégias: a primeira estratégica considera na função objetivo a soma ponderada entre as funções objetivo econômica e objetivo ambiental; a segunda estratégia considera o problema de despacho econômico condicionado à restrição ambiental, limitada superiormente para níveis permissíveis de missão. Para a resolução destes, uma implementação computacional do método primal-dual foi realizada em linguagem de programação C++, considerando o procedimento previsor-corretor com uma estratégia de barreira modificada para as restrições quadráticas de desigualdade, quando consideramos a segunda estratégia. Os resultados obtidos demonstram a eficiência do método em destaque em comparação a outros métodos como algoritmos genéticos co-evolutivo, atávico híbrido e cultural, bem como ao método primal-dual de pontos interiores, com procedimento de busca unidimensional, que estão divulgados na literatura / Abstract: This paper presents the primal-dual predictor-corrector interior point method for quadratic programming with linear and quadratic constraints and bounded variables, and its application in multiobjective problems of economic and environmental dispatch, found in electrical engineering. It is intended to determine effective solutions to the fuel cost used in thermal power generation and emissions control, by investigating two strategy; the first strategy considers the objective function as weighted sum of economic and environmental objective functions; the second strategy considers the economic dispatch problem subject to environmental constraint, upper bounded for allowable emission levels. To solve them, a computational implementation of primal-dual methods was performed in C++ programming language, considering the predictor-corrector procedure with a strategy of modified barrier for the quadratic inequality constraints, when we considerer the second strategy. The results obtained demonstrate the efficiency of the method highlighted in comparison with the co-evolutive genetic algorithms, hybrid and atavistic cultural, as well the primal-dual interior point method with one-dimensional search procedure, which are found in the literature / Mestre

Orientador: Luiz Roberto Carrocci / Coorientador: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Eliana Vieira Canettieri / Banca: Daniela Helena Pelegrine / Resumo : Neste trabalho, é apresentada uma metodologia que permite avaliar a viabilidade técnica e econômica de empreendimentos de geração de energia com base em aproveitamentos hídricos ditos de baixa queda. A metodologia ora apresentada é também desenvolvida em formato de ferramenta computacional e tem por objetivo principal abordar os diversos aspectos relevantes neste processo de avaliação, que seja de fácil aplicação, rápida e automatizada e traga uma visão ampla das possibilidades de soluções para determinado estudo de caso. A dissertação aborda um assunto de amplo interesse para o atual mercado de geração de energia, pois é sabido que existe uma tendência de que cada vez mais exista a necessidade de explorar este tipo de aproveitamento hídrico, principalmente na região norte brasileira / Abstract: In this work, it is presented a methodology for assessing the technical and economical feasibility study of low head hydropower generation projects. The presented methodology is also developed in a computational tool way and has as a main goal to approach the various relevant aspects in this evaluation process, to be easy for use, fast and automated and bring a broad vision of the possibilities for solutions to a particular case study. The dissertation approaches a subject of broad interest to the current power generation market, because it is known that more and more there is a trend that this kind of water resources needs to be exploited, mainly in the northern Brazilian region / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-22Bitstream added on 2014-06-13T20:09:49Z : No. of bitstreams: 1 stanzani_al_me_bauru.pdf: 1270169 bytes, checksum: 95427289f92cae68045965f775abae46 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho apresenta o método primal-dual previsor-corretor de pontos interiores para programação quadrática, com restrições lineares e quadráticos e variáveis canalizadas, e a aplicação deste método na resolução de problemas multiobjetivo de despacho econômico e ambiental, encontrados na engenharia elétrica. Pretende-se determinar soluções que sejam eficientes em relação ao custo dos combustíveis empregados na geração termoelétrica de energia e ao controle da emissão de poluentes, investigando-se duas estratégias: a primeira estratégica considera na função objetivo a soma ponderada entre as funções objetivo econômica e objetivo ambiental; a segunda estratégia considera o problema de despacho econômico condicionado à restrição ambiental, limitada superiormente para níveis permissíveis de missão. Para a resolução destes, uma implementação computacional do método primal-dual foi realizada em linguagem de programação C++, considerando o procedimento previsor-corretor com uma estratégia de barreira modificada para as restrições quadráticas de desigualdade, quando consideramos a segunda estratégia. Os resultados obtidos demonstram a eficiência do método em destaque em comparação a outros métodos como algoritmos genéticos co-evolutivo, atávico híbrido e cultural, bem como ao método primal-dual de pontos interiores, com procedimento de busca unidimensional, que estão divulgados na literatura / This paper presents the primal-dual predictor-corrector interior point method for quadratic programming with linear and quadratic constraints and bounded variables, and its application in multiobjective problems of economic and environmental dispatch, found in electrical engineering. It is intended to determine effective solutions to the fuel cost used in thermal power generation and emissions control, by investigating two strategy; the first strategy considers the objective function as weighted sum of economic and environmental objective functions; the second strategy considers the economic dispatch problem subject to environmental constraint, upper bounded for allowable emission levels. To solve them, a computational implementation of primal-dual methods was performed in C++ programming language, considering the predictor-corrector procedure with a strategy of modified barrier for the quadratic inequality constraints, when we considerer the second strategy. The results obtained demonstrate the efficiency of the method highlighted in comparison with the co-evolutive genetic algorithms, hybrid and atavistic cultural, as well the primal-dual interior point method with one-dimensional search procedure, which are found in the literature

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-29Bitstream added on 2014-06-13T20:12:53Z : No. of bitstreams: 1 buchala_r_me_botfca.pdf: 392041 bytes, checksum: 100d022fdc0aed6a65b67b50c64d0fb3 (MD5) / Neste trabalho procurou-se abordar a importância de novas alternativas para o desenvolvimento sócio-econômico regional. Foi elaborado um estudo de viabilidade econômico-financeira para a utilização do excedente de energia elétrica co-gerada, por uma usina de açúcar e álcool, na região da Alta Paulista, em processos produtivos de leveduras e polpa de frutas. Buscou-se abordar a industrialização desses produtos por serem estes, essencialmente regionais e que, hoje, escoam como insumos, sem valor agregado. Estes podem, passando por simples processos industriais, agregando valor e difundindo riquezas entre a população local. A viabilidade econômica da cadeia produtiva da cana-de-açúcar, no Brasil, deve ser otimizada. As oportunidades que este ciclo deflagrou, devem ser enfatizadas a fim de minimizar os impactos da monocultura da cana. O intuito desse estudo é de focar novas alternativas que venham a gerar riqueza distribuída, que socialize o bem estar econômico, social e ambiental com a utilização de uma fonte de energia limpa e sustentável. O desenvolvimento regional deve ser amparado em vertentes sólidas e que promovam equilíbrio sócio econômico, buscando uma vantagem competitiva para região do estudo com sustentabilidade ambiental. / This project deals with the importance of new alternatives for the regional socialeconomic development. A research has been elaborated about the economical and financial viability in the application of the over co-produced energy, by a sugar and alcohol Plant, in Alta Paulista region, in productive processes of yeast sugar and fruit pulp. The industrialization of these products has been demonstrated, mainly because they are essentially regional ones and, nowadays, they are considered inputs without aggregate value .Those can, passing by industrial processes, aggregate value and diffuse wealth among the local people. The economical viability of productive sugar-cane chain, in Brazil, must be optimized. The opportunities which this cycle has deflagrated, must be emphasized to reduce the cane growing impacts. The aim of this study is to focus new alternatives which originate wealth; to socialize the social, economical and environmental well-being, using a clean and sustainable source of energy. The regional development must be consolidate and must promote social-economic balance to obtain a competitive advantage based on environmental sustainability.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver um sistema de conexão entre unidades de geração trifásica e uma rede de distribuição de energia elétrica rural monofásica. O sistema proposto baseia-se em um conversor CA/CA. Este conversor é composto por um retificador trifásico modulado por largura de pulso e um inversor monofásico. O controle do sistema é realizado através de um controlador digital de sinais (DSC). Atualmente o custo para conexão de mini e micro centrais hidrelétricas às redes de distribuição das concessionárias é bastante elevado, principalmente pelo custo de implantação das redes de distribuição trifásicas, e isso gera impacto principalmente nos pequenos empreendimentos. Para os empreendimentos maiores, este custo é diluído no custo total da obra, não impactando de forma significativa na viabilidade do negócio. Este trabalho visa desenvolver um sistema de conexão que atenda os requisitos técnicos e as exigências legais e que ao mesmo tempo consiga reduzir os custos para a conexão de pequenos agentes geradores no sistema elétrico nacional, em localidades onde somente a rede monofásica esteja disponível. Com isso, pretende-se viabilizar economicamente a inserção de pequenos produtores no cenário de geração e comercialização de energia elétrica. / The objective of this work is to develop a connection system between three-phase generation units and a single phase rural distribution electricity network. The proposed system is based on an AC/AC converter. This converter consists in a threephase PWM rectifier and a single-phase PWM inverter. System control is performed by a Digital Signal Controller (DSC). Currently, the cost for connecting mini and micro hydropower plants to distribution networks of utilities is very high, especially because of the three phase distribution networks deployment cost, which generates impact mainly in small businesses. For larger businesses, this cost is diluted within the total work costs, not significantly impacting business viability though. This work aims at developing a system that meets the technical and legal connection requirements and, at the same time, will be capable of reducing costs for connecting small generating agents in the national power system in locations where only a single-phase network is available. Therefore, we intend to make economically viable insertion of small producers in the generation and sale electricity scenario.