OLIVEIRA JÚNIOR, J. L. W. Desenvolvimento de plataforma emuladora de turbina eólica para estudos de algoritmos de MPPT eólicos inteligentes. 2016. 193 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-25T13:16:49Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jlaolliveirajúnior.pdf: 13413641 bytes, checksum: 7ba68ba625c196550468a14be5e4cb3c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-25T14:11:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jlaolliveirajúnior.pdf: 13413641 bytes, checksum: 7ba68ba625c196550468a14be5e4cb3c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T14:11:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jlaolliveirajúnior.pdf: 13413641 bytes, checksum: 7ba68ba625c196550468a14be5e4cb3c (MD5) Previous issue date: 2016-06-29 / The dynamics of the wind within the wind power small context is problematic since the operating speed of the machine must accompany him in order to extract the maximum wind power. In this paper, we propose the design and development of a wind turbine emulator bench and peak power tracking algorithms models based on artificial neural networks and reinforcement learning. The emulation system aims to allow the algorithms of experimental evaluation previously validated by simulation, since the proposed algorithms aim to achieve a good performance compared to classical algorithms. In addition to literature review, computer simulations were implemented in PSIM and Matlab software, as well as the design, development and validation of emulator bench wind turbine based on DC motor. They present all design steps the emulator converters and charge controller responsible for carrying out the maximum power tracking, as well as all the material necessary for reproduction of the work in the form of appendices. In the emulator bench, two algorithms are proposed in this work: one based on a modification algorithm and disturbs observed through insertion of a neural network that defines the size of the perturbation; already the second is based on recent learning algorithms for enhancing the Actuator-Critical type (CACLA), which had not been used for this purpose / A dinâmica dos ventos dentro do contexto da geração eólica de pequeno porte é uma problemática uma vez que a velocidade de operação da máquina deve acompanha-lo para poder extrair a máxima potência do vento. Neste trabalho, são propostos o projeto e desenvolvimento de uma bancada emuladora de turbina eólica, bem como modelos de algoritmos de rastreio de máxima potência baseados em Redes Neurais Artificiais e aprendizagem por reforço. O sistema de emulação tem como objetivo permitir a avaliação experimental de algoritmos previamente validados via simulação, já os algoritmos propostos visam alcançar uma boa performance frente a algoritmos clássicos. Além de revisão bibliográfica, foram implementadas simulações computacionais em software PSIM e Matlab, bem como o projeto, desenvolvimento e validação da bancada emuladora de turbina eólica baseada em motor de corrente contínua. São apresentados todos os passos de projeto dos conversores do emulador e do controlador de carga responsável pela realização do rastreio de máxima potência, bem como todo o material necessário para a reprodução do trabalho, na forma de apêndices. Além da bancada emuladora, dois algoritmos são propostos nesse trabalho: um baseado numa modificação do algoritmo perturba e observa, através da inserção de uma rede neural que define o tamanho da perturbação; já o segundo baseia-se em recentes algoritmos de aprendizagem por reforço do tipo Atuador-Critico (CACLA), que ainda não haviam sido utilizados com essa finalidade

ROCHA FILHO, J. I. C. Sistema de seguimento solar de um eixo com diferentes estratégias de seguimento para módulos fotovoltaicos. 2016. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-10-27T12:04:39Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jicrochafilho.pdf: 3819069 bytes, checksum: 3bd3c505cd8c6f41745179f7a68e78ff (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-10-31T19:20:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jicrochafilho.pdf: 3819069 bytes, checksum: 3bd3c505cd8c6f41745179f7a68e78ff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-31T19:20:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jicrochafilho.pdf: 3819069 bytes, checksum: 3bd3c505cd8c6f41745179f7a68e78ff (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / This document presents the development of a solar tracking system of one axis to a photovoltaic module (PV) in the city of Fortaleza/CE, with components and strategies targeting to obtain a reduced consumption of electricity. For module positioning, three sun tracking strategies were used. In the first, the module movement is made of pre-defined form, defining the times that the module position is updated and the value of the increase in its angular position at each positioning. In the second, a mathematical algorithm was used to make the calculation of the position of the sun in every moment during the day, and the module positioning was made in accordance with the obtained solar angles. In the third, light sensors were used in the module to make detection of the position of the sun in relation to the module and keep it aligned with the sun during the day. Through experiments, were obtained and analyzed gains in power generation provided by the tracking module with each of the strategies used in different climatic conditions, in relation to a fixed PV module. The strategy that made the sun tracking with more accuracy and provide the highest daily liquid gains was that based on the solar algorithm, with values between 127.98 Wh (52.71%) and 38.55 Wh (22.08%), being obtained in the weighted average a value of 48.87%. With the strategy using the light sensors the gains were similar, with a value of 47.15% in the weighted average. With pre-defined tracking, with less accuracy, there was a reduction in gain, with a maximum value of 96.60 Wh (41.05%) in a day of clear sky. By varying the intervals of time between each module positioning, allowing the module to present higher angular deviation from the sun, it was found that for deviations below to 1° the drop in energy gain was reduced, with higher values for deviations bigger than 3.7°. The high rates of daily solar irradiation, with an average value of 5.45 kWh/m2 during the days of experiments, in the city of Fortaleza, latitude -3.74°, contributed to obtain considerable values of gains. The electricity consumption by the tracking system was reduced, with a maximum value of 4.274 Wh/day for the strategy with predefined tracking and minimum of 2.495 Wh/day for the strategy with the solar algorithm. The significant gains, even with strategies with smaller precision on the tracking of the Sun, shows the potential for the use of solar tracking in photovoltaic modules in Fortaleza. / Neste trabalho é feito o desenvolvimento de um sistema de seguimento solar de um eixo para um módulo fotovoltaico (FV) na cidade de Fortaleza/CE, com componentes e estratégias visando se ter um reduzido consumo de energia elétrica. Para o posicionamento do módulo foram utilizadas três estratégias de seguimento do Sol. Na primeira, a movimentação do módulo é feita de forma pré-definida, definindo-se os horários em que é feita a atualização da posição do módulo e o valor do incremento na posição angular do mesmo a cada posicionamento. Na segunda, foi utilizado um algoritmo matemático para se fazer o cálculo da posição do Sol a cada instante durante o dia, sendo o posicionamento do módulo feito de acordo com os ângulos solares obtidos. Na terceira, foram utilizados sensores de luminosidade no módulo para se fazer a detecção da posição do Sol em relação ao mesmo e mantê-lo alinhado com o Sol durante o dia. Por meio de experimentos, foram obtidos e analisados os ganhos na geração de energia elétrica fornecidos pelo módulo com seguimento com cada uma das estratégias utilizadas, em diferentes condições climáticas, em relação a um módulo FV fixo. A estratégia que proporcionou o seguimento com maior precisão e forneceu os maiores ganhos diários líquidos foi aquela baseada no algoritmo solar, com valores entre 127,98 Wh (52,71%) e 38,55 Wh (22,08%), sendo obtido na média ponderada um valor de 48,87%. Com a estratégia utilizando os sensores de luminosidade os ganhos obtidos foram similares, com um valor de 47,15% na média ponderada. Com o seguimento pré-definido, com menor precisão, verificou-se uma redução no ganho, com valor máximo de 96,60 Wh (41,05%), em um dia de céu claro. Variando-se os intervalos de tempo entre cada atualização de posição do módulo, permitindo que o módulo apresentasse maiores desvio angulares em relação ao Sol, verificou-se que para desvios de até 1° a queda no ganho energético foi reduzida, apresentando valores maiores com desvios a partir de 3,7°. Os altos índices de irradiação solar diária, com valor médio de 5,45 kWh/m2 durante os dias de experimentos, na cidade de Fortaleza, de latitude -3,74°, contribuíram para a obtenção de valores consideráveis de ganho. O consumo de energia elétrica do sistema de seguimento foi reduzido, apresentando um valor máximo de 4,274 Wh/dia para a estratégia com seguimento pré-definido e mínimo de 2,495 Wh/dia para a estratégia com o algoritmo solar. Os ganhos significativos obtidos, mesmo com estratégias com menor precisão no acompanhamento do Sol, mostram o potencial para o uso de seguimento solar em módulos fotovoltaicos em Fortaleza.

ALMEIDA, B. R. Conversor CA-CC trifásico de único estágio, bidirecional, isolado em alta frequência, com correção de fator de potência. 2016. 191 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-12T13:47:55Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_bralmeida.pdf: 7030749 bytes, checksum: cb34090f1dd1d01c4b23b8dce5ea6936 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-12T13:56:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_bralmeida.pdf: 7030749 bytes, checksum: cb34090f1dd1d01c4b23b8dce5ea6936 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T13:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_bralmeida.pdf: 7030749 bytes, checksum: cb34090f1dd1d01c4b23b8dce5ea6936 (MD5) Previous issue date: 2016-10-27 / This work proposes the study and implementation of a single-stage three-phase bidirectional ac-dc converter with high-frequency isolation and power factor correction. Based on the dual active bridge (DAB) converter associated with the three-state switching cell (3SSC), it is possible to state that this topology is adequate for telecom power supply applications operating at 380 V-400 V. Another interesting application for the proposed approach lies in novel concepts involving distributed generation and smart grids, since this converter is able to connect the three-phase grid to other sources/loads and control power flow among them. A theoretical analysis is carried out based on the fundamental model, where it is shown that the voltage across the H-bridge is nearly that obtained with AM-DSB (Amplitude Modulation with Double Side-Band) technique. Thus, the analysis of losses is performed while the limits for the semiconductors operating under soft switching condition are established. A design example is developed, while all hardware is described and software is implemented in a 32-bit microcontroller by Texas Instruments. Simulation and experimental results are properly discussed, validating the proposed converter operation in terms of steady-state condition and transient response when submitted to load steps. / Este trabalho propõe o estudo e implementação de um conversor CA-CC bidirecional trifásico de único estágio, isolado em alta frequência com correção de fator de potência. Baseado no conversor dual active bridge (DAB) e associado com a célula de comutação de três estados (CC3E), pode-se afirmar que esta topologia é adequada para aplicações como fontes de telecomunicação operando em 380 V - 400 V. Outra aplicação interessante para a topologia proposta reside nas novas concepções de geração distribuída e smart grids, pois esse conversor pode conectar a rede elétrica trifásica a outras fontes/cargas e controlar o fluxo de potência entre as mesmas. Uma análise matemática baseada no modelo fundamental é apresentada, na qual se verifica que a tensão efetiva aplicada na ponte H se aproxima daquela obtida com a técnica AM-DSB (Amplitude Modulation with Double Side-Band – Modulação em Amplitude com Banda Lateral Dupla). Dessa forma, desenvolve-se a análise de perdas e são delimitadas as faixas de comutação não dissipativa para os semicondutores. Um exemplo de projeto é desenvolvido, sendo descrito todo o hardware executado e o software implementado em um microcontrolador de 32 bits fabricado por Texas Instruments. Resultados de simulação e experimentais são adequadamente discutidos, validando o funcionamento do conversor proposto tanto em regime permanente quanto no que tange à resposta transitória diante de degraus de carga.

AMARAL, D. L. Melhoria na eficiência energética de um refrigerador termoelétrico: controle preditivo baseado em modelo aplicado à regulação da temperatura do reservatório de água gelada. 2013. 66 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-09-16T13:27:14Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_dlamaral.pdf: 4285716 bytes, checksum: 0b51273c3ef3540e6257981787f554f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-09-16T17:15:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_dlamaral.pdf: 4285716 bytes, checksum: 0b51273c3ef3540e6257981787f554f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-16T17:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_dlamaral.pdf: 4285716 bytes, checksum: 0b51273c3ef3540e6257981787f554f8 (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / The rational use of resources is a recurring theme in sustainable development discussions and has stimulated the development of more efficient electrical power consumption appliances. Regulators and Certifiers agencies set standards for the functionality requirements and for the electric power consumption classification of devices in order to formalize the relationship between performance and maintenance of these resources indefinitely. Thus a model based predictive controller was applied to a thermoelectric cooler to attain the international standard ANSI18 specifications for water cooler dispensers and to meet ENERGY STAR$ iny^{ extregistered}$ energy efficiency requirements. A phenomenological linear model was obtained and the respective parameters were identified by using least squares algorithm; experiments were performed to identify the parameters of the discrete transfer functions; a model criterion selection based on simulation capabilities and residue characteristics was developed; a model based predictive controller was designed and applied using one of the models identified; the controller performance was analyzed attending to the ANSI18 standard and according to energy performance certificates; a comparative study between the bistable control and the proposed strategy was made for performance analysis. Simulation and experimental tests have shown compromise between the simulation capability and residue characteristic criterion. The closed loop system behavior allowed energy saving in standby temperature regulating compared to thermostat control mode. The new control strategy achieved ENERGY STAR energy-efficiency criteria certification requirements infeasible for traditional regulation. / O uso racional de recursos é pauta recorrente nas discussões acerca do desenvolvimento sustentável e tem estimulado o projeto de equipamentos mais eficientes quanto ao consumo de energia elétrica. Agentes regulamentadores e certificadores estabelecem regras para o funcionamento e para a classificação de eletrodomésticos quanto ao consumo de energia elétrica a fim de formalizar a relação entre o desempenho dos mesmos e a manutenção indefinida dos recursos. Nesse contexto, lança-se mão do projeto de um controlador preditivo baseado em modelo aplicado à regulação da temperatura do reservatório de água gelada de um refrigerador termoelétrico obedecendo as especificações da norma internacional ANSI18 que determina condições funcionais para bebedouros com refrigeração mecânica incorporada, concomitantemente buscando atender aos requisitos para a certificação ENERGY STAR quanto ao critério de eficiência energética. Para tanto foram realizadas as etapas de i) Modelagem e Identificação do Processo: foi desenvolvido um modelo em termos de função de transferência do sistema de refrigeração termoelétrico de fluidos através de modelagem fenomenológica; foram realizados experimentos para a identificação de parâmetros de modelos discretos pelo método caixa branca; foi desenvolvido critério de seleção de modelo baseado na capacidade de simulação e características do resíduo de simulação; ii) Estudo do Controlador Preditivo Baseado em Modelo: foi projetado e implementado na planta um controlador preditivo baseado em um dos modelos parametrizados para regulação da temperatura do reservatório interno; foi analisado o desempenho do controlador segundo a norma regulamentadora; iii) Estudo da Eficiência do Controlador: foi analisado o desempenho do controlador quanto a capacidade do protótipo em atender aos requisitos que o qualificam à obtenção de certificado segundo critério de eficiência energética para regulação da temperatura interna do reservatório e, por fim, realizado um estudo comparativo entre a estratégia de controle biestável aplicada atualmente ao processo e a estratégia proposta.

ALCAZAR, Y. J. A. Estudo do conversor bosst CC-CC de alto ganho de tensão baseado na célula de comutação de três estados e nas células multiplicadoras de tensão (MC). 2010. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-11-05T13:04:54Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_yjaalcazar.pdf: 4794427 bytes, checksum: 55fe8645850de079ae9e06a637539f1e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-11-06T14:11:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_yjaalcazar.pdf: 4794427 bytes, checksum: 55fe8645850de079ae9e06a637539f1e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-06T14:11:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_yjaalcazar.pdf: 4794427 bytes, checksum: 55fe8645850de079ae9e06a637539f1e (MD5) Previous issue date: 2010-12-14 / The present work proposes the study of the boost converter based on three-state switching cell and voltage multipliers cells (mc). A mathematical model of the aforementioned converter is investigated here. The proposed analysis is based on the tool named “PWM-Switch Modeling of DC-DC Converters”. The model must be found by a simple inspection of the converter’s circuit. It is possible to apply such model in order to realize various analyses such as steady-state, transient, and small-signal analysis in a single and same model. Considering the number of voltage multipliers cells (mc), two situations are analyzed: operation with a single multiplier cell (mc=1) and operation with multiple voltage multiplier cells (mc>1).The proposed method was validated through simulations and its effectiveness was verified. In addition to this, conventional average current mode control is also applied to one of the studied configurations. The performance of the converter and the effectiveness of the proposed controller are demonstrated by experimental results obtained from a 1-kW laboratory prototype. / O presente trabalho propõe o estudo do conversor boost CC-CC de alto ganho de tensão baseado na célula de comutação de três estados e nas células multiplicadoras de tensão (mc). Este trabalho investiga um modelo matemático para o citado conversor. A análise proposta é baseada na ferramenta “modelagem do interruptor PWM para conversores CC-CC”. O modelo deve ser encontrado por uma simples inspeção do circuito do conversor. Deve ser possível aplicá-lo para realizar diversas análises, como em regime permanente, regime transitória e análise de pequenos sinais por meio de um uma abordagem unificada. Considerando um dado número de células multiplicadoras de tensão, duas situações são analisadas com esta ferramenta: operação com uma única célula multiplicadora de tensão (mc=1) e várias células multiplicadoras de tensão (mc> 1). O método proposto é validado por simulações e é verificada sua efetividade. Além disso, é analisado neste trabalho o controle modo corrente média convencional, o qual é aplicado em uma das configurações em estudo. O rendimento do conversor e a efetividade do controlador proposto são demonstrados por resultados experimentais para um protótipo do laboratório de 1 kW.

AMORA, M. A. B. Extração de regras interpretáveis para o diagnóstico eficiente de transformadores de potência isolados a óleo a partir do aumento do espaço de atributos. 2013. 113 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-01-02T13:31:15Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_mabamora.pdf: 1603224 bytes, checksum: 76d94a291bd0ce4d3882598ff2b54e0f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-01-07T18:25:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_mabamora.pdf: 1603224 bytes, checksum: 76d94a291bd0ce4d3882598ff2b54e0f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-07T18:25:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_mabamora.pdf: 1603224 bytes, checksum: 76d94a291bd0ce4d3882598ff2b54e0f (MD5) Previous issue date: 2013 / This work proposes a new method for diagnosis of incipient faults in power equipment with insulation oil. It consists on a set of interpretable rules extracted from the concentrations of the dissolved gases in insulating oil, and the relationships between these concentrations. Using a Decision Tree (DT) with changes in the size of the input attributes for obtaining rules, the proposed method: (i) allows the user to know the rules that generated the diagnosis, (ii) bypasses limitations common to other methods (e.g. the existence of "no diagnosis" regions, and the occurrence of more than one possible diagnosis) and (iii) the accuracy in diagnosis of DGA (Dissolved Gas Analysis) data available in the literature. The proposed method is compared with other DGA standard methods: Gas Key, Rogers, Dornenburg and Duval´s Triangle. The performed comparison considered databases available in technical literature, including data from the IEC TC 10. The observed accuracy of the proposed method is above 94%. Comparatively, the Duval´s Triangle method presents accuracy between 83% and 88% for the considered databases. The method was also evaluated with respect to sensitivity to measurements errors of laboratory – the results are very promising, the proposed method shows a hit rate of 83% in comparison with a hit rate of 78% for the Duval´s Triangle method. This work has also been developed a method for simplified diagnostic of power equipments with insulated oil using physico-chemical data - the hit rates obtained were lower than those achieved with the proposed DGA, however close to those observed in DGA methods cited in the literature, as Rogers IEEE C57.104 - 2008, with the advantage of the data not depend on the availability of a gas chromatograph. / Este trabalho propõe um novo método de diagnóstico de falhas incipientes em equipamentos de potência com isolamento a óleo baseado em regras interpretáveis extraídas a partir das concentrações dos gases presentes e dissolvidos no óleo isolante e de relações entre essas concentrações não exploradas por outros métodos. Utilizando uma árvore de decisão (Decision Tree - DT) com modificações na dimensão dos atributos de entrada para a obtenção de regras, o método proposto: (i) permite que o usuário conheça as regras que geraram o diagnóstico, (ii) contorna limitações comuns a outros métodos (ex.: existência de regiões de “não-diagnóstico”, existência de mais de um diagnóstico possível) e (iii) apresenta percentual elevado de acerto no diagnóstico de dados de DGA (Dissolved Gas Analysis) disponíveis na literatura. O método proposto é comparado com outros métodos de DGA descritos em normas: Gás Chave, Rogers, Dörnenburg e Triângulo de Duval. Na comparação dos métodos foram utilizados bancos de dados com informações publicadas, entre eles os dados do IEC TC 10 que apresentam informações e diagnóstico de um comitê de especialistas. Os índices de acerto observados com o método proposto estiveram acima de 94%. Comparativamente, o Método do Triângulo de Duval apresenta índices de acerto entre 83% e 88%. O método também foi avaliado com relação à sensibilidade na ocorrência de erros nas medidas de laboratório, apresentando resultados comparativamente superiores (índice de acerto de 83% em comparação com 78% do Método do Triângulo de Duval). Também foi desenvolvido neste trabalho um método para o diagnóstico simplificado de equipamentos de potência com isolamento a óleo utilizando dados físico-químicos – os índices de acerto obtidos foram inferiores aos alcançados com o DGA proposto, porém próximos aos observados em métodos de DGA citados na literatura, como Rogers IEEE C57.104 – 2008, com a vantagem dos dados não dependerem da disponibilidade de um cromatógrafo.

BRITO JUNIOR, F. J. B. de. Estudo, projeto e desenvolvimento de um conversor CA-CC Buck+Boost aplicado a carregadores de baterias para veículos elétricos. 2013. 197 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-01T14:00:33Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_fjbbritojunior.pdf: 3029669 bytes, checksum: 4962dd3731b09dc4ff17d8eeb0804788 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T18:13:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_fjbbritojunior.pdf: 3029669 bytes, checksum: 4962dd3731b09dc4ff17d8eeb0804788 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T18:13:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_fjbbritojunior.pdf: 3029669 bytes, checksum: 4962dd3731b09dc4ff17d8eeb0804788 (MD5) Previous issue date: 2013-09-19 / This work presents a study and design of an electronic power converter topology for on-board application in a battery charger for plug-in electric vehicles. The proposed topology is based on AC-DC converter Buck+Boost, which one is very attractive for this application due to its buck and boost characteristics in a single-stage power processing. Furthermore, this topology presents reduced weight and volume, since there is no transformer and only few components are presented in its structure. A theoretical study is performed through of qualitative and quantitative analysis, besides it is investigated the switching process and losses in the converter components. It is also performed a design example of a battery charger with rated output power of 1 kW, input voltage 220 Vac RMS and output voltage of 162 Vdc, corresponding to 12 batteries connected in series. A prototype for the indicated specifications was constructed in laboratory and tested experimentally. The simulation and experimental results obtained are used to validate the theoretical analysis and design. For rated load, it was obtained an efficiency of 96.5% and a power factor of 0.992, thus showing the effectiveness of the proposed converter. / Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de uma topologia de conversor eletrônico de potência para a aplicação embarcada em um carregador de baterias para veículos elétricos recarregáveis através da rede elétrica. A topologia escolhida é baseada no conversor CA-CC Buck+Boost, onde a mesma torna-se bastante atrativa para este tipo de aplicação por apresentar as características elevadora e abaixadora de tensão em um único estágio de processamento de energia. Além disso, esta topologia apresenta reduzido volume e peso, devido ao fato de não apresentar transformador e possuir poucos componentes em sua estrutura. Um estudo teórico é realizado através das análises qualitativa e quantitativa, além das análises do processo de comutação e das perdas nos componentes do conversor. Neste trabalho é realizado um exemplo de projeto do carregador de baterias para aplicação em veículos elétricos de 1 kW de potência de saída, tensão de entrada eficaz de 220 Vca e tensão de saída de 162 Vcc, correspondente a 12 baterias conectadas em série. Um protótipo com as especificações indicadas foi construído e testado experimentalmente em laboratório. Os resultados de simulação e experimentais obtidos validaram a análise teórica e o projeto realizado. Para carga nominal, foi obtido rendimento de 96,5% e fator de potência de 0,992, comprovando assim o funcionamento da topologia utilizada.

BARROS, J. V. C. Sistema multiagente para recomposição automática de subestação e redes de distribuição de energia elétrica. 2013. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-01T14:35:47Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_jvcbarros.pdf: 1549426 bytes, checksum: 594f1eb7f654ecc58a4c2175df4d8ed2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T18:18:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_jvcbarros.pdf: 1549426 bytes, checksum: 594f1eb7f654ecc58a4c2175df4d8ed2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T18:18:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_jvcbarros.pdf: 1549426 bytes, checksum: 594f1eb7f654ecc58a4c2175df4d8ed2 (MD5) Previous issue date: 2013-11-29 / This work presents a multi-agent system for automatic restoration of power distribution networks. The proposed system consists of three types of agents: device agent, feeder agent and substation agent. Device agents are associated with system equipment and are responsible for information acquisition of the network; the feeder agents are responsible to manage the feeders; and the substations agents are accountable of manage the network supply capability. The behaviors and interactions of the system agents during the restoration process, aiming to restore the feeder sectors affected by but not in fault, are presented. Eight case studies are presented, which test different possible situations likely to be found in the distribution systems, such as restoration by uncoordinated protection, partial recovery of the system because of operating system restrictions and recomposition for faults in the transformer substation. To validate the test cases a simulator was developed, which allows the simulation of faults in different locations of the power system under study. Through the simulator, where there are the single line diagram of the system with the state of the equipment and the tool to capture message in JADE, is possible to simulate different scenarios and observe the interaction of agents in search of system restoration. The proposed system is able to locate and isolate the fault, and restore suitably the system, considering operating limits and uncoordinated system protection. / Este trabalho apresenta um sistema multiagente para recomposição au-tomática de redes de distribuição de energia elétrica. O sistema proposto é formado por três tipos de agentes: agente dispositivo, agente alimentador e agente subesta-ção. Os agentes dispositivos estão associados aos equipamentos do sistema e são responsáveis pela coleta de informações da rede; os agentes alimentadores são responsáveis pelo gerenciamento dos alimentadores do sistema; e, os agentes su-bestações são responsáveis pelo gerenciamento da capacidade de suprimento da rede. São apresentados os comportamentos e interações dos agentes do sistema durante o processo de recomposição, visando restabelecer a energia elétrica dos trechos desenergizados e não defeituosos, afetados por falta no alimentador ou falta no transformador da subestação. São apresentados oito estudos de casos que testam diferentes situações possíveis de ser encontrada nos sistemas de distribuição, como recomposição mediante descoordenação da proteção, recomposição parcial do sistema devido as restrições operacionais do sistema e recomposições para falta no transformador da subestação. Para validação dos casos testes foi desenvolvido um simulador que possibilita a simulação de faltas em diferentes locais do sistema elétrico em estudo. Através do ambiente visual do simulador, onde é disponibilizado o diagrama unifilar do sistema com os estados dos equipamentos e a ferramenta de captura de mensagem do JADE, é possível simular diversos cenários e observar interação dos agentes em busca da recomposição do sistema. O sistema proposto é capaz de localizar a falta, isolar o trecho defeituoso e restaurar o sistema, considerando restrições operacionais e descoordenação do sistema de proteção.

OLIVEIRA, L. M. Uma nova concepção de inversor multinível para aplicação em UPS. 2009. 133 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-01T14:21:45Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_lmoliveira.pdf: 3070225 bytes, checksum: c84230428e326616ee0f43ddefb777e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T18:21:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_lmoliveira.pdf: 3070225 bytes, checksum: c84230428e326616ee0f43ddefb777e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T18:21:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_lmoliveira.pdf: 3070225 bytes, checksum: c84230428e326616ee0f43ddefb777e4 (MD5) Previous issue date: 2009-11-23 / This work deals with the theoretical analysis, design methodology and laboratory implementation of a 3kVA on-line mode Uninterruptible Power Supply (UPS) composed by a multilevel inverter based on a transformer with multiple secondaries and an active power factor correction input stage composed by a diode rectifier in series with a boost converter.The main motivation for this study is to assess the benefits of multilevel inverters in low power (<10kVA) applications. A 3kVA Uninterruptible Power Supply (UPS) with output and input voltage of 220V and 60Hz, has been implemented. Simulation and experimental results for a single phase prototype are conducted to validate the proposed idea. The utilization of low frequency operation inverters promotes low EMI, lower switches stresses, very low commutation losses and consequently higher efficiency. The multilevel converter here used isolates the load from the grid due to the multi-windings transformer intrinsic to the topology. The on-line mode of the UPS (no battery mode) has been implemented. Simulation and experimental results for a single-phase prototype are presented to validate the proposed converter. The UPS presented an efficiency of 90% / Este trabalho apresenta a análise teórica, metodologia de projeto e implementação do modo rede de um sistema ininterrupto de energia (UPS) na configuração on-line, utilizando um inversor multinível e um pré-regulador com correção de fator de potência. O inversor baseia-se num transformador que opera em baixa freqüência com múltiplos secundários isolados, em que a tensão multinível na saída é formada através da combinação dos enrolamentos secundários do transformador por chaves de potência estáticas operando em baixa freqüência. O pré-regulador é composto por uma ponte completa de diodos em série com um conversor boost. A motivação para este estudo consiste em avaliar os benefícios da utilização de inversores multiníveis em baixas potências (<10kVA) em UPS, com ênfase nos rendimentos das topologias. A utilização do inversor multinível operando em baixa freqüência garante menores índices de EMI, menores esforços de tensão e corrente nos semicondutores da estrutura, desprezíveis perdas por comutação e consequentemente maior rendimento. A estrutura utilizada possui ainda a característica de garantir isolamento galvânico da rede elétrica com a carga através da utilização do transformador intrínseco desta topologia. O préregulador possui uma topologia que garante facilidade de implementação e alto rendimento. O modo rede de um sistema ininterrupto de energia de 3kVA com tensão de entrada e saída de 220V e 60Hz, foi implementado. As simulações e os resultados experimentais para um protótipo monofásico são apresentados para a validação da estrutura. O rendimento máximo obtido para o protótipo foi de 90%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:31:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328411.pdf: 2747176 bytes, checksum: 332cd188807c7a88d39094e60cd3de6b (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho é apresentada uma metodologia de projeto de Estabilizadores de Sistemas de Potência (PSSs) utilizando a resposta em frequência da função Gerador-Excitatriz-Sistemas de potência, denominada GEP. Para isto, é necessário estender o conceito de GEP para sistemas multi-máquinas, com a representação completa do sistema elétrico. Também opta-se pela utilização do PSS2B, um modelo PSS realista que inclui aspectos práticos a serem considerados no projeto. Para considerar robustez frente a mudanças na condição de operação dos sistemas,são aplicadas perturbações no sistema para gerar vários pontos de operação. Propõe-se um método de projeto para obter os parâmetros dos PSSs por meio de otimização em duas etapas. Na primeira,os parâmetros dos blocos de avanço/atraso são calculados para cada máquina separadamente. Na segunda, os ganhos são calculados maximizando o menor amortecimento dos modos de oscilação do sistema. Optativamente, há uma etapa adicional na qual os ganhos são recalculados por meio da minimização da norma H2 dos PSSs para diminuir o esforço de controle, mantendo um determinado valor para o amortecimento mínimo do sistema. Para avaliar o desempenho da metodologia proposta, são utilizados dois sistemas-teste: um sistema máquina-barrainnita e o sistema New England-New York de 68 barras e 16 máquinas.<br> / Abstract : In this work a Power System Stabilizer (PSS) design method based on the use of the frequency response characteristics of the Generator-Exciter-Power System (GEP) transfer function is presented. Therefore, it is necessary to extend the concept of GEP to multimachines systems, with the complete representation of the power system. Also, it is considered the use of the PSS2B model in the design, because it isa realistic model and includes some practical aspects to be considered in the design. To take into account robustness to changes in operating conditions, disturbances are applied to the system to generate different operating points. A design method is proposed to obtain the PSS parameters through optimization, divided in two stages. In the first stage, the lead/lag blocks parameters are calculated for each PSS individually. In the second stage, the gains are obtained by maximizing the smallest damping of the oscillation modes. Optionally, there is an additional stage in which the gains are recalculated through the minimization of the H2 norm of the PSSs, to decrease the control effort, maintaininga a fixed value of minimum damping. To assess the performance of the proposed method, two test systems are used: a single machine-infinite bus system and the New England-New York System, with 68 buses and 16 machines.