ARRUDA, M. F. Desempenho técnico-financeiro de sistema híbrido eólico-solar aplicado ao bombeamento de água. 2015. 134 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-08-21T18:10:57Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_mfarruda.pdf: 9045547 bytes, checksum: 247514da0899dae08d1f74dd28d181cf (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-08-26T17:33:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_mfarruda.pdf: 9045547 bytes, checksum: 247514da0899dae08d1f74dd28d181cf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-26T17:33:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_mfarruda.pdf: 9045547 bytes, checksum: 247514da0899dae08d1f74dd28d181cf (MD5) Previous issue date: 2015-08-05 / This work has as main objective the installation and technical - financial evaluation of a hybrid wind - photovoltaic system applied to water pumping . In addition, a sizing methodology is proposed based on renewable sources considering low cost and available potential. The hybrid system was installed in front of the Pici Campus reservoir of the Federal Univers ity of Ceará (UFC) in Fortaleza /CE, Brazil. The hybrid system consists of 01 wind turbine of 1 kW, 04 photovoltaic modules of 87 Wp, a battery bank with 05 units of 150 Ah. The pumping system con sists of a motor - pump 0, 5 cv . Technical analysis was performed by analyzing the data (electric and non - electric) collected by sensors to a supervisory system. The results indicate that the wind resource variation for the site is higher, when compared to the solar resource, and the availability of the potential of both resources are concomitant during the daytime period, a characteristic also observed in the anal yzed period. T he generation system with battery bank, operating in either the hybrid configuration or individual, assured the supply of electricity to the pumping system during operating time . From the indicators of efficiency, it was found that the conver sion units showed divergence between estimated and measured electricity generation, and wind unit which presented greater divergence. The electricity cost of the hybrid system (wind - solar) installed with battery bank is 0.86 R$/kWh. The sizing of the generating system indicated that the hybrid configuration at the site does not fit due to the high solar potential available and the low availability of wind resources in the 1 st trimester of the year . The sizing generation system indicated that th e hybrid configuration has the lowest cost (1.52 R$/kWh) when sizing with the resources of October month . Indicating thus , that when more than one renewable source stands out , the hybrid configuration can be viable alternative / A presente dissertação apresenta como objetivo principal a instalação e avaliação de desempenho técnico-financeiro de um sistema híbrido eólico-fotovoltaico aplicado ao bombeamento de água. Adicionalmente, é proposta uma metodologia de dimensionamento de sistema híbrido de geração baseado em fontes renováveis em função do menor custo e do potencial disponível. O sistema de geração híbrido foi instalado na jusante do açude do Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará (UFC), em Fortaleza/CE, Brasil. O sistema híbrido é composta por 01 aerogerador de 1 kW, 04 módulos fotovoltaicos de 87 Wp, sistema de banco de baterias com 05 unidades de 150 Ah. O sistema de bombeamento é composto por um conjunto moto-bomba de 0,5 cv. A análise técnica foi efetuada mediante análise dos dados (elétricos e não elétricos) coletados através de sensores instalados a um sistema supervisório. Os resultados indicam que a variação do recurso eólico para o local é mais elevada, quando comparado ao recurso solar, e que a disponibilidade do potencial de ambos os recursos são praticamente concomitantes ao longo do período diurno, característica esta também observada no período analisado. O sistema de geração com banco de baterias, operando tanto na configuração híbrida ou individual, assegurou o fornecimento de eletricidade para o sistema de bombeamento no período de funcionamento da carga. A partir dos indicadores de eficiência, verificou-se que as unidades de conversão apresentaram divergência entre a geração de eletricidade estimada e a mensurada, tendo a unidade eólica a qual apresentou maior divergência. O custo da energia elétrica do sistema híbrido instalado (eólico-solar) com banco de baterias é de 0,86 R$/kWh. O dimensionamento do sistema de geração indicou que a configuração híbrida para o local não se ajusta em virtude do elevado potencial solar disponível e da baixa disponibilidade do recurso eólico no 1º trimestre do ano. O dimensionamento indicou que a configuração híbrida foi a de menor custo (1,52 R$/kWh) quando dimensionada em função dos recursos do mês de Outubro. Indicando assim que quando mais de uma fonte renovável se destaca a configuração híbrida pode ser sim uma alternativa viável

SOARES, E. A. P. Uma Nova perspectiva de eletrificação rural em corrente contínua: uma experiência no Estado do Piauí. 2011. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-09-02T18:18:47Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_eapsoares.pdf: 2379493 bytes, checksum: a0360e962d008eb23a020e4aab9195a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-09-28T18:06:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_eapsoares.pdf: 2379493 bytes, checksum: a0360e962d008eb23a020e4aab9195a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-09-28T18:06:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_eapsoares.pdf: 2379493 bytes, checksum: a0360e962d008eb23a020e4aab9195a2 (MD5) Previous issue date: 2011-11-21 / This work presents the studies, specifications, installation and operation of a photovoltaic system in order to provide electricity to a public school located in an isolated area of the southern state of Piauí. The system was proposed and its prototype constituted by photovoltaic panel, battery bank, charger from the battery bank and converter DC / DC elevator, that feed the chargers in direct current designed for a range of three days, even in minimum solar radiation. The solar energy captured by solar panel is stored in a stationary batteries, lead acid type. The battery charger working at maximum power point (MPP) of the panel is responsible for load bank. The load is supplied by the DC / DC converter lift high gain (24 Vdc to 311 Vdc). The complete design system and its control are presented throughout this work, as well as presented the main results of the experimental prototype shown and installed in the field / O presente trabalho apresenta os estudos, especificações, instalação e operação de um sistema fotovoltaico com a finalidade de fornecer energia elétrica a uma escola pública, localizada em uma área isolada do sul do Estado do Piauí. O sistema foi proposto e seu protótipo constituído por painel fotovoltaico, banco de baterias, carregador do banco de bateria e conversor CC/CC elevador, que alimenta as cargas em corrente contínua, projetado para uma autonomia de três dias, mesmo em condições mínimas de radiação solar. A energia solar capturada pelo painel solar é armazenada em um banco de baterias estacionárias do tipo chumbo-ácido. O carregador de baterias trabalhando no ponto de máxima potência (MPP) do painel é responsável pelo carregamento deste banco. A carga é suprida pelo conversor CC/CC elevador de alto ganho (24 Vdc para 311 Vdc). O projeto completo do sistema é apresentado ao longo deste trabalho, bem como são apresentados os principais resultados experimentais do protótipo mostrado e instalado em campo

SILVEIRA, J. G. Sistema para seleção automática de grupos de ajustes em relés de proteção. 2011. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-01-16T17:43:25Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_jgsilveira.pdf: 3681383 bytes, checksum: fef266008a88b934c39f8845a1091bfa (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-01-16T17:43:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_jgsilveira.pdf: 3681383 bytes, checksum: fef266008a88b934c39f8845a1091bfa (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-16T17:43:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_jgsilveira.pdf: 3681383 bytes, checksum: fef266008a88b934c39f8845a1091bfa (MD5) Previous issue date: 2011-11 / The modern systems of measurement, protection, command, control and supervision (MPCCS) have contributed in a meaningful way to increase the security and reliability of the power systems. The most important part of this multifunctional system is the protection system, which has as the main goal to maintain the power system integrity when it is under a disturbance, assuring the people‟s safety as well as the continuation of the services to the part of the system not involved in the disturbance. For this, the protection system must fulfill some basic requirements such as: proper selectivity and coordination, prompt response, sensitivity to protect the largest zone as possible and reliability. In a system protection, one component takes on a prominent position, given its functional importance: the digital protection relay. It is in this device where the necessary adjustments are configured for proper operation of the protection scheme of a given electrical power system. The digital relays are devices that have several protection functions, with multiple levels of settings, measurements, oscillography, supervision, control and communication. Besides all these features, the digital relays have multiple groups of settings that can be previously configured and switched among them, according to operational needs. The changing of setting group in a relay is a very important resource at a protection system, extensively used by protection sectors of companies in the power sector, allowing the optimization of the protection system setting, making it compatible to a new topology taken on by the system after a fault or an intentional removal of some system component. Nowadays this procedure is performed manually, making it vulnerable to human errors that might occur as a consequence of an outage, with serious effect in the system performance indices. In this sense this work presents a system, based on Colored Petri Nets, able to automatically change the setting groups of a protection system when the power network topology changes. This system monitors in real time the status of the circuit breakers in order to take the decision whether a meaningful change in the network topology has taken place. If so, a command is automatically sent to the relays to change the active group setting so as to maintain a suitable coordination of the protection system. / Os modernos sistemas de medição, proteção, comando, controle e supervisão (MPCCS) têm contribuído de forma significativa para o aumento da segurança, confiabilidade e continuidade de serviço dos sistemas elétricos de potência. O sistema de proteção é parte relevante desse sistema multifuncional, o qual tem como objetivo principal manter a integridade do sistema elétrico quando submetido a um distúrbio, garantindo a segurança de pessoas e assegurando a continuidade de serviço da porção não envolvida no problema. Para tanto, o sistema de proteção deve atender a alguns requisitos básicos tais como: boa seletividade e coordenação, rapidez na atuação, sensibilidade para proteger a maior zona de proteção possível e confiabilidade. No sistema de proteção, um componente assume uma posição de destaque: o relé de proteção digital. É neste componente que são configurados os ajustes necessários para o correto funcionamento do esquema de proteção de um dado sistema elétrico. Os relés de proteção digitais são equipamentos multifuncionais, que possuem diversas funções de proteção, medição de grandezas elétricas, registros oscilográficos, supervisão, controle e comunicação. Além de todos estes recursos, os relés digitais dispõem de múltiplos grupos de ajustes que podem ser previamente configurados conforme necessidade operacional. A mudança de grupo de ajuste de um relé é um recurso amplamente utilizado pelas áreas de proteção das empresas do setor elétrico, possibilitando uma otimização do ajuste do sistema de proteção, compatibilizando-o às diversas topologias assumidas pelo sistema elétrico após uma falta ou retirada intencional de algum componente da rede. Atualmente este procedimento é realizado de forma manual, tornando-o vulnerável à falha humana, podendo ter como consequência desligamentos de grandes blocos de carga por falha de coordenação, com graves prejuízos para os indicadores da qualidade de serviço de duração e frequência de interrupção, DEC e FEC, e para a imagem da empresa. Neste trabalho é apresentado um sistema, baseado em Redes de Petri Coloridas, capaz de realizar a mudança automática entre grupos de ajustes de um sistema de proteção a partir da mudança de topologia do sistema elétrico. O sistema desenvolvido monitora a topologia da rede elétrica, em tempo real, a partir das informações de estado dos disjuntores. Para qualquer alteração na configuração da rede elétrica, que caracterize necessidade de alteração no sistema de proteção, automaticamente são enviados sinais de comando para os relés, alterando os grupos de ajustes ativos de um conjunto predefinido, de modo a se obter a melhor graduação de proteção possível para a porção correspondente do sistema elétrico afetado pela alteração de topologia.

ADÃO, A. A. Controle PID e preditivo: aspectos teóricos e de implantação prática. 2011. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-03-12T14:53:30Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-03-12T14:54:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-12T14:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) Previous issue date: 2011-09 / Nowadays, we observe the exponential increasing of demand for performance optimization in all areas of modern life. This search for better performances is also occurring in all industry sectors, either factory or energy activities. This best performances reflects an increase is all levels and achieve enormously the process control systems. With more strict performance requirement, technique formerly studied only in academic circle has been migrate for industry area, opening new horizons and establishing new concepts in general. It is not different with the process control systems, even in particular at the lowest level of implementation (factory’s floor) has been noted a constantly update. This paper is inserted into this last concept, in other words, into the project of loop control process at lowest level of the plant. Thus the aspect of tuning of conventional multivariable like PID (Proportional, Integral, Derivative) controllers (MIMO) and MIMO predictive controllers based on models like GPC (Generalized Predictive Control) type are studied aiming to the practical implementation. Several system control aspects, such as identification of process through parametric and nonparametric technical with different representations and aspects of decoupling between the process loop, as it is MIMO system, are also dealt, discussed and implemented. For that purpose, two plants were developed at IFPI’s NEE (Núcleo de Engenharia Elétrica) laboratory. The first platform consists of MIMO system of ventilation and heating; the second platform is a system of coupled double tanks. As a conclusion of the study of practical experiments conducted, can be established that the best control for a process depends on the application for which it is destined and for the proper functioning is necessary the theoretical and practical knowledge of the dynamic of the process. Thus an appropriated controller depends also on the use of a good identification technique. / Atualmente se observa o incremento exponencial das exigências pela otimização de desempenho em todos os setores da vida moderna. Esta busca por melhor desempenho também tem ocorrido em todos os setores da indústria, seja ela de atividade fabril ou de energia. Melhor desempenho no setor industrial se reflete em melhorias em todos os níveis e isto alcança de sobremaneira os sistemas de controle de processos. Com requisitos de desempenho mais rígido, técnicas antigamente estudadas somente em meio acadêmico tem migrado para a indústria abrindo novos horizontes e estabelecendo novos conceitos de uma forma geral. Com os sistemas de controle de processos não é diferente e em particular em seu mais baixo nível de implementação (chão de fábrica) tem se observado uma atualização constante. Esta dissertação está inserida neste último contexto ou seja no projeto das malhas de controle de um sistema de controle de processos. Desta forma aspectos de sintonia de controladores convencionais do tipo PID (Proporcional, Integral, Derivativo) multivariáveis (MIMO) e controladores MIMO preditivo baseado em modelos do tipo GPC (Generalized Predictive Control) são estudados visando a implementação prática. Vários aspectos do sistema de controle tais como a identificação do processo através de técnicas paramétricas e não paramétricas com diferentes representações e aspectos do desacoplamento entre as malhas do processo, por se tratar de sistemas MIMO, são também abordadas, discutidas e implementadas. Para este propósito duas plataformas de desenvolvimento foram desenvolvidas no laboratório do Núcleo de Engenharia Elétrica NEEL do IFPI. A primeira plataforma consiste em sistema MIMO de ventilação e aquecimento, a segunda plataforma um sistema de tanques duplo acoplados. Como conclusão do estudo dos experimentos práticos realizados pode-se estabelecer que o melhor controle para um processo depende da aplicação ao qual este é destinado e para o bom funcionamento é necessário o conhecimento teórico e prático da dinâmica do processo. Assim um bom controlador depende também do emprego de uma técnica de identificação adequada.

SILVA, C. E. de A. e. Estudo e desenvolvimento experimental de um sistema eólico interligado a rede elétrica. 2012. 147 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-17T17:17:01Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_ceasilva.pdf: 2025314 bytes, checksum: 48b5f3275117afb33b3f78f1c96e5625 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-25T19:05:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_ceasilva.pdf: 2025314 bytes, checksum: 48b5f3275117afb33b3f78f1c96e5625 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-25T19:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_ceasilva.pdf: 2025314 bytes, checksum: 48b5f3275117afb33b3f78f1c96e5625 (MD5) Previous issue date: 2012-02-07 / This work presents the study and development of an electronic system for wind energy exploitation from a permanent magnet synchronous generator connected to a wind turbine. The system operates with variable speed, allowing maximum use of the kinetic energy incident on the wind turbine. This kinetic energy is converted into electrical energy by the permanent magnet synchronous generator and, after being fully conditioned, injected into the conventional power grid. This conditioning is done by an electronic system object of study and development of this work, which consists of a rectifier connected to a single-phase full-bridge inverter with current output. Are presented the literature review of the relevant wind energy conversion systems to the scope of work, the analysis of the rectifier stage (power and control), the analysis of the inverter stage (power and control), a efficiency theoretical comparison between the proposed rectifier (three-phase bridgeless) and the threephase fullbridge rectifier, and the experimental results of an 5kW validation prototype of the proposed system. / Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um sistema eletrônico de aproveitamento de energia eólica a partir de um gerador síncrono de ímã permanente conectado a uma turbina de vento. O sistema opera com velocidade variável, permitindo o máximo aproveitamento da energia cinética incidente na turbina de vento. Essa energia cinética é convertida em energia elétrica pelo gerador síncrono de ímã permanente e depois de totalmente condicionada, injetada na rede elétrica convencional. Esse condicionamento é feito por um sistema eletrônico objeto de estudo e desenvolvimento deste trabalho, o qual consiste em um retificador trifásico interligado a um inversor monofásico em ponte completa com saída em corrente. São apresentadas a revisão bibliográfica de sistemas de aproveitamento de energia eólica para geração de energia elétrica pertinentes ao escopo do trabalho, a análise do estágio retificador (potência e controle), a análise do estágio inversor (potência e controle), uma comparação teórica de rendimento entre o retificador trifásico proposto neste trabalho (bridgeless trifásico) e o retificador trifásico dois níveis, e os resultados experimentais de um protótipo de validação de 5kW do sistema proposto.

Henn, G. A. de L. Técnicas de modulação aplicada às estruturas de multiníveis com neutro grampeado e capacitor flutuante para redução de perdas e distorção harmônica. 2012. 126 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-17T18:00:37Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_galhenn.pdf: 5303778 bytes, checksum: d9acd631a399249e02fb33418b525597 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-25T19:19:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_galhenn.pdf: 5303778 bytes, checksum: d9acd631a399249e02fb33418b525597 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-25T19:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_galhenn.pdf: 5303778 bytes, checksum: d9acd631a399249e02fb33418b525597 (MD5) Previous issue date: 2012-04-30 / In order to overcome the challenge of processing electric energy in high power systems with minimal losses and high energy quality, this work presents the implementation and analysis of a modulation technique applicable on both most well-known multilevel inverter structures - neutral point-clamped (NPC), and flying capacitors (FC) - to reduce the stresses across the semiconductors devices, and to improve the total harmonic distortion of the output voltage. Throughout the work, the necessity to digitalize the proposed technique has been evidenced due to the high complexity and low reliability inherent to the analogical approach. Thus, the digital controller FPGA has been chosen, as it is easy to program and reconfigure, works at high speed, and has a lot of input and output pins. Additionally, other modulation techniques were also implemented to compare their performance with the proposed one, presenting the switching patterns and the behavior of the electrical currents through the semiconductors for each modulation. A theoretical analysis was also performed for both topologies and their respective operation principle, characteristics, and equations used on the losses analysis for the different combinations of modulation applied to each structure. Finally, the digital development of the various techniques has proved to be correct by observing the waveforms obtained through the digital/analogical circuit. Besides, the comparison of the modulation techniques on 6 kW NPC and FC three-level prototype inverters proved to be favorable to the proposed technique in terms of efficiency and total harmonic distortion reduction on both topologies, confirming its usefulness on high power multilevel converters. At last, it was presented the application of the proposed modulation technique to inverters with more than three levels, where it was observed its eligibility for n-levels topologies. / Visando superar os desafios inerentes à conversão de energia elétrica em sistemas de alta potência, minimizando as perdas e melhorando a qualidade da energia processada, este trabalho tem por objetivo analisar e implementar uma técnica de modulação para ser aplicada nas duas topologias de inversores multiníveis mais disseminadas - com neutro grampeado (NPC), e com capacitor flutuante (FC) - a fim de reduzir os esforços nos semicondutores, bem como melhorar o índice de distorção harmônica da tensão de saída. Ao longo do trabalho foi evidenciada a necessidade da digitalização da técnica proposta, visto que o desenvolvimento analógico da mesma acarretaria em um circuito complexo e de baixa confiabilidade. Dessa forma, escolheu-se como plataforma digital um FPGA, devido à sua facilidade de programação e reconfiguração, além da alta velocidade e quantidade de pinos de entrada e saída. Além da técnica proposta, foram também desenvolvidas outras modulações para fins de comparação, apresentando os padrões de chaveamento para cada uma delas, bem como o comportamento da corrente através dos semicondutores em cada período de chaveamento. Foi também realizada a análise teórica das topologias e suas respectivas etapas de operação, características e levantamento das equações que ditam a análise das perdas para as diferentes situações de técnicas aplicadas a cada uma das estruturas. O desenvolvimento digital das técnicas mostrouse correta através da análise das formas-de-onda colhidas por meio de um circuito digitalanalógico. Além disso, a comparação da aplicação dessas modulações em inversores a três níveis NPC e FC de 6 kW mostrou-se favorável à técnica proposta em termos de eficiência e redução da distorção harmônica em ambas as topologias, comprovando sua utilidade em conversores multiníveis de alta potência. Por fim, foi apresentado o desenvolvimento da técnica proposta em inversores com mais de três níveis, onde se pode comprovar sua eficiente aplicação para tais fins, bem como sua expansibilidade para inversores de n níveis.

LEITE, K. de S. Estudo de um sistema de nível com dois tanques interligados sujeito a perturbações utilizando desigualdades matriciais lineares. 2012. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-27T14:27:02Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_ksleitel.pdf: 704572 bytes, checksum: dfae414bf5b1ba73b30022713f47b10c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-27T16:28:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_ksleitel.pdf: 704572 bytes, checksum: dfae414bf5b1ba73b30022713f47b10c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-27T16:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_ksleitel.pdf: 704572 bytes, checksum: dfae414bf5b1ba73b30022713f47b10c (MD5) Previous issue date: 2012 / The robust control theory has evolved considerably over the past decades, providing solutions for various problems of analysis, synthesis and performance of uncertain linear systems. The linear matrix inequalities (LMI) and its techniques have emerged as powerful tools in various areas of control engineering for structural projects. An important property of LMIs is the fact that its solution set is convex. This property is crucial in order to be able to make robust control problems as convex optimization problems that minimize an objective function. Given these statements the present work uses a liquid level system with two tanks connected to the plant where it was modeled, and then a controller is designed to ensure quadratic stability when subjected to external disturbances defined in an uncertain polytope. We used the linear quadratic regulator with integral action (LQI) as a controller, however, the concept of optimal LQR does not take into account the parametric uncertainties in the existing plant design, with it, was presented a method of solving the LQR using convex optimization. LQR optimized via LMI allows the addition of uncertainty to obtain the state feedback gain. The results obtained proved that the strategy of LQI control via LMI resolution is effective as robust control, because it can include features related to the imprecision of the process, moreover, the LQI control ensures the optimality of control. / A teoria de controle robusto evoluiu consideravelmente ao longo das últimas décadas, apresentando soluções para vários tipos de problemas de análise, desempenho e síntese de sistemas lineares incertos. As desigualdades matriciais lineares (LMIs) e suas técnicas surgiram como poderosas ferramentas em diversas áreas de engenharia de controle para projetos estruturais. Uma propriedade importante das LMIs reside no fato de que o seu conjunto solução é convexo. Esta propriedade é fundamental para que se possam formular problemas em controle robusto como sendo problemas de otimização convexa que minimizam uma função objetivo. Diante destas afirmações o presente trabalho utiliza um sistema de nível de líquido com dois tanques interligados como planta onde a mesma foi modelada, e, em seguida, foi desenvolvido um controlador para garantir a sua estabilidade quadrática, quando submetido a perturbações externas incertas definidas em um politopo. Utilizou-se o regulador linear quadrático com ação integral (LQI) como controlador, porém, o conceito ótimo do LQR não leva em consideração as incertezas paramétricas existentes nas plantas de projeto, com isso, foi apresentado um método de resolução do LQR utilizando otimização convexa. O LQR otimizado via LMIs permite a adição de incertezas para a obtenção do ganho de realimentação de estado. Os resultados obtidos comprovaram que a estratégia de controle LQI via resolução LMI é eficaz como controle robusto, pois é capaz de incluir características referentes à imprecisão do processo, além disso, o controle LQI garante a otimalidade do controle.

TERÁN, E. M. M. Sistema fotovoltaico de pequeno porte interligado à rede elétrica. 2012. 145 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-04T11:58:13Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_emmterán.pdf: 3871183 bytes, checksum: 8eb985f68c890f6ca1b1c0134204761c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-10T14:18:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_emmterán.pdf: 3871183 bytes, checksum: 8eb985f68c890f6ca1b1c0134204761c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-10T14:18:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_emmterán.pdf: 3871183 bytes, checksum: 8eb985f68c890f6ca1b1c0134204761c (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / In the 21st century, the need of a more clean and environment friendly power matrix has become a very important issue. Therefore this work presents a two stage cc-ac converter for connecting a photovoltaic array to the electrical grid. The 1st stage it’s an isolated boost converter, based in the Three Stage Switching Cell (TSSC), in charge of boosting the photovoltaic array voltage from 48 Vcc to 400 Vcc and to track its maximum power point. The 2nd stage is a single-phase cc-ac Full-Bridge converter responsible of injecting the photovoltaic power into the low voltage power grid (220 Vac, 60 Hz). Both, theoretical analysis and designs examples of power and control circuits are presented for the two stages and, in order to validate the analysis, simulation results complemented with experimental results from an 850 W laboratory prototype are presented. The overall efficiency obtained from the prototype was 86.5% while the total harmonic distortion of the current obtained via simulation was 3.8% at full load. / A necessidade de obter uma matriz energética menos poluente e em harmonia com o meio ambiente é um tópico muito importante no século XXI. Este trabalho apresenta um conversor cc-ca de dois estágios para injetar a energia de um arranjo de painéis fotovoltaicos à rede elétrica. O primeiro estágio é um conversor elevador, isolado, baseado na Célula de Comutação de Três Estados (CCTE), responsável por elevar a tensão dos painéis fotovoltaicos de 48 Vcc para 400 Vcc e de extrair a máxima potência disponível deles. O segundo estágio consiste em um conversor monofásico cc-ca, ponte completa, responsável por injetar a energia na rede elétrica de baixa tensão (220 Vca, 60 Hz). São apresentados estudos teóricos e exemplos de projeto dos circuitos de potência e controle para ambos os estágios e, com o objetivo de validar a análise, são apresentados resultados de simulação computacional, complementados com resultados experimentais, correspondentes a um protótipo de laboratório de 850 W. O rendimento global obtido experimentalmente é aproximadamente 86,5% enquanto que a distorção harmônica total da corrente entregue à rede elétrica obtida via simulação computacional é 3,8% a plena carga.

SANTOS, L. A. Integração de um sistema de recomposição automático via OPC para automação da rede elétrica de distribuição em média tensão do campus do Pici da Universidade Federal do Ceará. 106 f. 2015. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-14T10:15:23Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_lasantos.pdf: 10727935 bytes, checksum: 66f7a1d07df8da01f2283143fb218e5c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-16T17:20:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_lasantos.pdf: 10727935 bytes, checksum: 66f7a1d07df8da01f2283143fb218e5c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T17:20:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_lasantos.pdf: 10727935 bytes, checksum: 66f7a1d07df8da01f2283143fb218e5c (MD5) Previous issue date: 2015-09-29 / For a long time the maintenance of the power distribution system of the Pici Campus of the Federal University of Ceará - UFC was the responsibility of the Energy Company of Ceará - Coelce, by the partnership between the federal and state governments. However, with the privatization of Coelce in 1998, the UFC assumed that demand and for many years, due to lack of resources and planning, only the emergency and corrective interventions have taken place, thereby have emerged several problems in continuous supply. Fortunately, the last managers have paid attention to the problem and many investments in the medium voltage distribution network are being carried out, aimed at modernizing and improving security, availability and continuity of energy supply of Pici campus. These actions were based on technical studies conducted by the Department of Electrical Engineering in partnership with the engineering sector of the UFC (UFC-Infra). In this context, was designed and is being implemented a power substation of 69 to 13.8 kV, with two transformers of 5 / 6.25 MVA, , three outputs feeders and nine reclosers distributed throughout the medium voltage distribution network of the campus. This system will be operated, supervised and controlled by a SCADA system (Supervisory Control and Data Acquisition), developed in the commercial platform Elipse Power using the Microsoft® SQL Server 2012 database - Express version. In the field of automation, it was developed and integrated into the SCADA via OPC (Open Communications Platform), an advanced function called Automatic Restoration System (ARS-PICI). The ARS-PICI was developed in C # using Microsoft Visual Studio 2010 program, modelled on Colored Petri Nets, and tested using the CPN Tools analysis program. For integration of the SCADA and the ARS application software was used the OPC open protocol that specifies the real time data communication between a source element and a receiving element from different manufacturers. Validation tests of the ARS and communication between the software SCADA-ARS were performed in the laboratory, attesting to the successful implementation and opening important perspectives to advance toward a smart grid to the campus of the Pici. / Durante muito tempo a manutenção do sistema de distribuição do campus do Pici da Universidade Federal do Ceará - UFC foi de responsabilidade da Companhia Energética do Ceará – Coelce, pela parceria entre os governos federal e estadual. No entanto, com a privatização da Coelce no ano de 1998, a UFC assumiu essa demanda e por muitos anos, por falta de recursos e planejamento, fez-se apenas intervenções corretivas emergenciais na infraestrutura existente, resultando em vários problemas na continuidade de suprimento. Felizmente, os últimos gestores atentaram para o problema e muitos investimentos na rede de distribuição em média tensão estão sendo realizados, visando à modernização e melhoria da segurança, disponibilidade e continuidade do suprimento de energia elétrica do campus do Pici. Estas ações têm embasamento técnico nos estudos realizados pelo Departamento de Engenharia Elétrica em parceria com o setor de engenharia da UFC (UFC-Infra). Nesse contexto, foi idealizada e está em fase de implantação uma subestação de 69-13,8 kV, composta de dois transformadores de 5/6,25 MVA, sendo um de reserva, três saídas de alimentadores e nove religadores distribuídos ao longo da rede de média tensão em 13,8 kV do campus. Este sistema será operado, supervisionado e controlado por um sistema SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition), desenvolvido na plataforma comercial Elipse Power, utilizando o banco de dados Microsoft® SQL Server 2012 – versão Express. No âmbito da automação, foi desenvolvida e integrada ao SCADA, via comunicação OPC (Open Platform Communications), uma função avançada denominada, Sistema de Recomposição Automática (SRA-PICI). O SRA-PICI foi desenvolvido em linguagem C#, utilizando o programa Microsoft Visual Studio 2010, modelado em Redes de Petri Coloridas, e testado usando a ferramenta de análise CPN Tools. Para integração dos aplicativos SCADA e SRA foi utilizado o protocolo aberto OPC que especifica a comunicação de dados em tempo real entre um elemento fonte e um elemento receptor de diferentes fabricantes. Testes de validação do SRA e da comunicação entre os aplicativos foram realizados em laboratório, que atestam o sucesso da implementação e abrem perspectivas importantes para avançar na direção de uma rede elétrica inteligente para o campus do Pici.

MELO, F. E. Caracterização e previsão de potencial solar: estudo de caso para Parnaíba (PI), Maracanaú (CE) e Petrolina (PE). 2016. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-18T16:31:28Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_femelo.pdf: 3887810 bytes, checksum: d1342bf9ac5660a1724e7a01f8822135 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T17:26:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_femelo.pdf: 3887810 bytes, checksum: d1342bf9ac5660a1724e7a01f8822135 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T17:26:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_femelo.pdf: 3887810 bytes, checksum: d1342bf9ac5660a1724e7a01f8822135 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / The use of solar resource, as a supplementary source in the country’s energy matrix, requires a good forecast strategy that enables decision-making and strategic actions to keep the electrical potential generated in the national energy grid stable. Based on such premise, this dissertation presents the characterization and forecast of data series on solar irradiation registered at three locations in the Northeastern region of Brazil: from August 2012 to July 2013 in Parnaíba (PI), from May 2012 to April 2013 in Maracanaú (CE), and from May 2012 to March 2013 in Petrolina (PE). Those surveys consist of time series and, therefore, they require specific statistical methods for their own treatment and forecast. As seasonality is a characteristic found in time series data of solar irradiation, the characterization and forecast are made by using the low seasonality component of solar radiation: the atmospheric transparency index, known as Kt. The use of this component is justified for providing more accurate and reliable forecast results, with low interference from trend components present in time series data within the forecast process. The forecasts made in this study have used the ARIMA method, the Simple Exponential Smoothing method (SES), and the Moving Average (MA) method. Forecasts are obtained from a 30-day trial period for each location, adapted graphically between the dry season, and validated within periods of 30, 150 and 180 days in the rainy season. Then, the evaluation of the forecast methods used is done, being the ARIMA method a 30-day forecast and in need of validation within 30 days, which shows the lowest error rates, with Root Mean Squared Error for Prediction values (RMSEP) of 0.008 for Parnaíba (PI), 0.015 for Maracanaú (CE), and 0.010 for Petrolina (PE). Also, through the regression equations, by transforming the Kt values obtained with the ARIMA method forecast, one obtains a 30-day forecast of daily solar irradiation with averages of 6.4 kW/m² for Parnaíba, 5.69 kW/m² for Maracanaú, and 6.54 kW/m² for Petrolina / O uso do recurso solar como fonte complementar em uma matriz energética requer uma boa estratégia de previsão pois como a variância da irradiação solar causa uma variação na potência elétrica produzida, se faz necessário prever resultados que possibilitem garantir decisões e ações estratégicas que mantenham o recurso solar estável na malha energética. Dentro desta premissa, a presente dissertação apresenta a caracterização e previsão de séries de dados de irradiação solar, registradas nos períodos de agosto de 2012 a julho de 2013, em Parnaíba (PI), maio de 2012 a abril 2013, em Maracanaú (CE) e maio de 2012 a março de 2013, em Petrolina (PE). Estes levantamentos constituem-se como séries temporais e, portanto, para suas previsões, necessitam de métodos estatísticos específicos para o seu tratamento. Como a sazonalidade é uma característica presente em dados de séries temporais de irradiação solar, a caracterização e previsão são feitas utilizando a componente de baixa sazonalidade da irradiação solar, o índice de transparência atmosférica, Kt. O uso desta componente justifica-se pelo fato de propiciar resultados de previsões mais precisos e confiáveis, com baixa interferência das componentes de tendências, presentes nas séries de dados temporais, no processo de previsão. As previsões realizadas neste estudo utilizam o método ARIMA, o método de Alisamento Exponencial na modalidade Simples (AES) e o método de Médias Móveis (MA). Com adaptação gráfica dos dados e do método de previsão entre a estação seca e validação do modelo (calibração) em períodos de 30, 150 e 180 dias, na estação chuvosa, obtêm-se prognósticos de um período experimental de 30 dias para cada localidade. É realizada então a avaliação dos métodos de previsão utilizados, sendo o método ARIMA com previsão de 30 dias e validação do modelo em 30 dias, o que apresenta os menores índices de erro, com valores de Erro Quadrático Médio de Previsão (EQMP) de 0,008 para Parnaíba (PI), 0,015 para Maracanaú (CE) e 0,010 para Petrolina (PE). Através das equações de regressão, transformasse os valores de Kt obtidos com a previsão do método ARIMA, obtém-se as previsões de 30 dias de médias diárias de irradiação solar de 6,4 kWh/m² para Parnaíba, 5,69 kWh/m² para Maracanaú e 6,54 kWh/m² para Petrolina