Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica - Energia Térmica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado na Protermia e orientado pelo Eng.º Jorge Neves / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado na Rede Eléctrica Nacional e orientado pela Eng.ª Susana Almeida / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Eletrotécnica e de Computadores - Major Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

No Porto, a opção pela electricidade será uma realidade que resulta de um processo cujos contornos se anunciam no final do século XIX, para mais tarde, na década de 20 ser norteado por políticas municipais que se sobrepõem no tempo e na região. O trabalho de investigação aqui apresentado tem por objectivo analisar o contributo da União Eléctrica Portuguesa neste processo, desde 1920 até 1975. O seu projecto empresarial e a sua capacidade negocial possibilitaram o desenvolvimento, no Porto, das condições essenciais para que as opções pela energia eléctria se tornassem uma realidade incontornável, fomentou um consumo sempre crescente ao longo dos anos e criou, ainda, as condições ideais para a utilização da energia nos diferentes usos e escalões, especialmente, na indústria. Centrámos, ainda, a nossa análise num dos protagonistas essenciais deste processo no Porto, a Central Termoeléctrica do Freixo, um dos equipamentos que muito contribuíram para o abastecimento de energia eléctrica à região do Porto, em especial à sua indústria. A sua desactivação, nos inícios de 60, é o culminar de um conjunto de factores, dos quais se destaca a produção em escala de hidrolectricidade.

Orientador: Edilaine Martins Soler / Banca: Leonardo Nepomuceno / Banca: Guilherme Guimarães Lage / Resumo: Neste trabalho duas abordagens de resolução são propostas para tratar restrições de complementaridade que modelam a atuação de dispositivos de controle de tensão no problema de fluxo de potência ótimo reativo, uma proposta de reformulação das restrições via programação inteira e a outra via desigualdades válidas. Este problema é modelado matematicamente como um problema de programação não linear inteira mista com variáveis discretas e restrições de complementariedade. As restrições de complementaridade na atuação dos dispositivos de controle de tensão (tap dos transformadores em fase e bancos de capacitores e reatores shunt) têm por objetivo viabilizar a implementação das soluções obtidas em sistemas elétricos de grande porte, para que eles operem apenas quando um dos limites de tensão da barra, por ele controlada, for atingido, restringindo o número de ajustes. Serão obtidas soluções para que o sistema elétrico opere de maneira ótima, com mínimas perdas, tensões nas barras dentro de limites rigorosamente fixados e com números mínimos de ajustes nos dispositivos controláveis. Testes numéricos com os sistemas elétricos IEEE 14, 30, 118 barras foram realizados para validar as abordagens propostas. Também foram realizados testes com outra reformulação das restrições de complementaridade proposta na literatura e com o problema de fluxo de potência ótimo reativo clássico para análise de resultados / Abstract: In this paper two approaches of resolution are proposed to treat complementarity constraints that model the performance of voltage control devices in the reactive optimal power flow problem, a proposal of reformulation of the restrictions through integer programming and the other via valid inequalities. This problem is mathematically modeled as a mixed integer nonlinear programming problem with discrete variables and complementarity constraints. The complementarity constraints in the performance of the voltage control devices (tap of the phase transformers and banks of capacitors and shunt reactors) has the objective of making feasible the implementation of the solutions obtained in large electrical systems, so that they operate only when one of the voltage limits of the bus controlled by it is reached, restricting the number of adjustments. Solutions will be obtained so that the electrical system operates optimally, with minimum losses, voltages in the buses within bounds strictly fixed and with minimum numbers of adjustments in controllable devices. Numerical tests with the electrical systems IEEE 14, 30, and 118 buses were carried out to validate the proposed approaches. We also performed tests with another reformulation of the complementarity constraints proposed in the literature and with the classical reactive optimal power flow problem for results analysis / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000419188-Texto+Completo-0.pdf: 2389705 bytes, checksum: 7142723f44a1f3c5a063142bb2c8760b (MD5) Previous issue date: 2009 / To supply the ever-increasing need for processing power, the embedded software project includes the utilization of several processors along with complex communication infrastructures (as hierarchycal buses and networks-on-a-chip). There is an increasing need for a greater number of functionalities inside a single system. In this scenario, issues related to energy consumption estimations become important in the embedded electronic systems project. This way, the multi-processor embedded systems workflow needs tools to generate performance and energy consumption estimations during all development cycle, in order to verify if the project building process conforms to its specification. The performance, as the energy consumption of a system have to be evaluated as soon as possible in the workflow. Analytical methods are proposed to allow performance and energy estimations in a fast way, avoiding prohibitive simulation times. In analytical methods the system is modeled as a series of properties and abstract models are used to calculate the system performance. Although analytical methods are faster than simulation ones, their modelling is more complex. Along with this fact, the high abstraction level in which the system is represented becomes unfeasible due to the high increase in states necessary to represent such systems, which is the case of more recent embedded systems. This way, better approaches in simulation based methods become very interesting, and a study in this field is presented in this work. / Para atender a uma cresente demanda por desempenho de processamento, o projeto de sistemas embarcados inclui a utilização de diversos processadores além de infra-estruturas de comunicação complexas (por exemplo, barramentos hierárquicos e redes intra-chip). Há uma crescente demanda por um número cada vez maior de funcionalidades contidas em um único sistema. Neste cenário, questões relacionadas a estimativas de consumo de energia ganham importância no projeto de sistemas eletrônicos embarcados. Dessa forma, o fluxo de projeto de sistemas embarcados multi-processados necessita de ferramentas para a geração de estimativas de desempenho e consumo de energia durante todo o ciclo de desenvolvimento, de forma a verificar se o caminho de construção do projeto condiz com a especificação do mesmo. O desempenho, assim como o consumo de energia de um determinado sistema precisam ser avaliadados o mais cedo possível no fluxo de projeto. Métodos analíticos são propostos para que estimativas de desempenho e de consumo de energia possam ser realizadas de maneira rápida, evitando tempos proibitivos de simulação. Nos métodos analíticos o sistema é modelado como uma série de propriedades e modelos abstratos são utilizados para o cálculo do desempenho do sistema. Apesar de métodos analíticos serem mais rápidos que métodos baseados em simulação a modelagem do sistema é mais complexa. Além disso, devido ao alto nível de abstração em que o sistema é representado, seu uso em sistemas grandes e complexos se torna inviável devido a explosão de estados necessários para a representação sistêmica destes, que é o caso de recentes projetos de sistemas embarcados. Dessa forma, melhorias nos métodos baseados em simulação tornam-se bastante pertinentes, e um estudo dessa área é apresentado nesse trabalho.

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Benemar Alencar de Souza / Banca: Jorge Coelho / Resumo: Nesta tese busca-se uma solução para o problema de cálculo de perdas elétricas para grande parte das empresas distribuidoras de energia elétrica. As perdas de energia em sistemas de distribuição vêm recebendo uma maior atenção por parte das empresas de energia elétrica de todo o mundo. Isto se deve principalmente aos elevados índices de perdas nãotécnicas (associadas a ligações ilegais, falhas na medição, etc.), em especial em países em desenvolvimento como o Brasil. Porém, para se chegar aos valores de perdas não-técnicas dos sistemas busca-se um método que calcule as perdas técnicas, e por subtração das perdas totais, obtê-las. O cálculo das perdas técnicas de forma precisa requer uma análise detalhada do sistema de distribuição, e consequentemente uma base de dados completa e atualizada, o que dificilmente as empresas possuem. Propõe-se, portanto, um método para o cálculo das perdas técnicas que identifique essas perdas de forma consistente, porém utilizando-se de uma base de dados de fácil obtenção em todas as empresas do setor. Dentre esses dados, têmse as curvas de carga medidas nas subestações (ou até mesmo nos alimentadores) através de medidores eletrônicos. Assim, com essas curvas é utilizado um método de alocação de carga que distribui o carregamento da subestação (ou alimentador) para os transformadores. Com a utilização do fator de perdas, também obtido pelas curvas de cargas medidas, têm-se as perdas técnicas de energia nas redes de distribuição. Os cálculos das perdas técnicas são realizados nos principais segmentos da rede: redes de média tensão, transformadores, circuitos de baixa tensão e outros (incorpora os demais segmentos e componentes em que as perdas ocorrem). Além da alocação de carga nos transformadores, outra característica importante do método proposto é a utilização... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is aimed at solving the problem of calculating electrical losses for distribution networks. Electrical losses have been and continue to be a concern for distribution network operators (DNOs) around the world. In many developing countries, such as Brazil, this concern is mainly due to non-technical losses (related to illegal connections, measurement errors, etc.). Consequently, to evaluate the non-technical losses of a given distribution system it is required a methodology that computes the technical losses, and then by subtracting them from the total losses the non-technical ones can be also obtained. To accurately calculate technical losses it is needed a detailed analysis of the distribution network, and therefore a complete and updated database. However, such a data is hardly available at distribution companies. Thus, here it is proposed a method for the calculation of technical losses that indentifies those non-technical ones in a consistent fashion, using those databases already available at most distribution companies. The data includes load curves measured at the substations (or the feeders) by electronic meters. With this load curves a load allocation method is used to distribute the aggregated load from the substation (or the feeder) among the distribution transformers. By using a loss factor, also obtained from the measured load curves, it is possible to compute the technical energy losses of the distribution networks. These calculations of technical losses are carried out at the main segments of the network: medium voltage networks, transformers, low voltage circuits and 'others' (including the remaining segments and components where the losses occur). In addition to the load allocation at the transformers, another important characteristic of the proposed methodology is the usage of a power flow algorithm for... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: André Nunes de Souza / Banca: José Antonio Donizete Rossi / Banca: Andre Luiz Andreoli / Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar o impacto do gerenciamento pelo lado da demanda no consumo residencial. A Eficiência Energética em uma área residencial pode ser aumentada de diversas formas, e a aplicação do gerenciamento pelo lado da demanda permite o ganho em eficiência e custos, tanto por parte do consumidor quanto por parte da concessionária. Este trabalho aborda a redução das perdas elétricas nos condutores (por efeito Joule) desde a saída dos transformadores de distribuição (MT / BT) até a entrada de energia elétrica de uma residência classe B1 com entrada em 127 / 220V bifásico e carga instalada entre 12 kW e 18 kW. Uma pesquisa foi elaborada para se obter hábitos de uso do consumidor residencial em relação aos equipamentos de sua residência. Um algoritmo para cálculo das perdas foi desenvolvido em Matlab com a finalidade de simular o consumo de energia em residências e linhas de distribuição de baixa tensão da região sudeste do Brasil. Aplicou-se os conceitos do gerenciamento pelo lado da demanda, apresentando o impacto no consumo residencial, assim como os custos relacionados à eficiência. As simulações demonstraram que foi possível otimizar o consumo de energia elétrica assim como diminuir a perda por dissipação nos condutores, reduzindo os custos. / Abstract: The goal of this paper is to present the impact of the management by the demand side in residential consumption. Energy Efficiency in a residential area can be increased in a number of ways, and the application of demand-side management allows for efficiency and cost gains by both the consumer and the utility. This work deals with the reduction of electrical losses in the conductors (Joule effect) from the output of the distribution transformers (MT / BT) to the electrical input of a class B1 residence with a biphasic 127 / 220V input and a load installed between 12 KW and 18 kW. A research was developed to obtain habits of use of the residential consumer in relation to the equipment of his residence. An algorithm for calculating losses was developed in Matlab with the purpose of simulating the energy consumption in homes and low voltage distribution lines in the southeastern region of Brazil. The management concepts were applied on the demand side, presenting the impact on residential consumption, as well as costs related to efficiency. The simulations demonstrated that it was possible to optimize the consumption of electric energy as well as to reduce the loss by dissipation in the conductors, reducing costs. / Mestre