Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-14T16:35:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleFrequenciaGeracao.pdf: 2552507 bytes, checksum: 1a4dff3dea45775db68854441e3f994c (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-14T16:36:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleFrequenciaGeracao.pdf: 2552507 bytes, checksum: 1a4dff3dea45775db68854441e3f994c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T16:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleFrequenciaGeracao.pdf: 2552507 bytes, checksum: 1a4dff3dea45775db68854441e3f994c (MD5) Previous issue date: 2018-01-30 / A integração em larga escala de fontes intermitentes de energias renováveis, como os sistemas fotovoltaicos, nos sistemas elétricos de potência gera novas questões técnicas, uma vez que tais fontes normalmente não participam na regulação da frequência devido não apresentarem inércia de rotação. A rápida variação da frequência existente em redes com grande integração de geração renovável ocasiona assim uma maior dificuldade na manutenção da estabilidade de frequência, pois diferentemente dos sistemas convencionais (por exemplo os Hídricos e Térmicos), onde a inércia dos geradores é suficientemente alta, para a maioria desses novos sistemas isso não é válido. Nesse contexto, na presente dissertação será proposta a utilização do conceito de “inércia virtual”, que corresponde a uma combinação de algoritmos de controle, dispositivos de armazenamento de energia elétrica e eletrônica de potência aplicada às fontes renováveis, como as fotovoltaicas, conectadas às redes de energia através de inversores, a qual emula a inércia de um sistema de geração convencional. Será apresentado ainda um modelo baseado em uma análise a pequeno sinal linearizado, desenvolvido para avaliar a estabilidade de um circuito de controle de potência quando o gerador fotovoltaico fornecer resposta em frequência, além da resposta inercial emulada com sistemas fotovoltaicos por meio de técnicas baseadas no controlador MPPT no Método de Deslocamento e da estratégia de controle Droop no domínio do tempo. Esta modelagem é testada em um sistema de energia elétrica composto por máquinas síncronas e uma planta de geração de energia fotovoltaica em larga escala para a análise dos efeitos do sistema de controle em relação à estabilidade de frequência. As simulações realizadas com o auxílio do software MATLAB/Simulink, consideram diferentes constantes de inércia para uma condição de variação (queda) na frequência elétrica, ocasionada pela inserção de cargas no sistema elétrico. Resultados comparativos indicam que é maior o impacto da geração fotovoltaica na estabilidade do sistema de energia quando a energia fornecida pelo gerador da planta convencional é menor. Resultados também comprovam que quando o sistema fotovoltaico está fornecendo energia para a rede elétrica, a frequência do mesmo decai afetando a estabilidade e operação do sistema de potência através da degradação da dinâmica de frequência. / The large-scale integration of intermittent sources of renewable energies, such as photovoltaic systems, into electrical power systems generates new technical issues, since such sources do not participate in frequency regulation because they do not exhibit inertia of rotation. The rapid frequency variation, normally found in networks with a high degree of integration of renewable generation, therefore causes greater difficulty in maintaining frequency stability, unlike conventional systems (for example Hydro and Thermal), where the inertia of the generators is sufficiently high , for most of these new systems this is not valid. In this context, the present dissertation will propose the use of the concept of "virtual inertia", which corresponds to a combination of control algorithms, electrical energy storage devices and power electronics applied to renewable sources, such as photovoltaics, connected to networks of power through inverters, which emulates the inertia of a conventional generation system. It will be presented a model based on a small linearized signal analysis, developed to evaluate the stability of a power control circuit when the photovoltaic generator provides frequency response and the inertial response emulated with photovoltaic systems by means of techniques based on the MPPT controller in the Displacement Method and the Droop control strategy in the time domain. This modeling is tested in an electric power system composed of synchronous machines and a large-scale photovoltaic power generation plant for the analysis of the effects of the control system in relation to frequency stability. The simulations performed with MATLAB/Simulink software consider different inertia constants for a condition of variation (decrease) in the electric frequency, caused by the insertion of loads in the electric system. Comparative results indicate that the impact of photovoltaic generation on the stability of the power system is greater when the power supplied by the conventional plant generator is lower. Results also prove that when the photovoltaic system is supplying power to the grid, its frequency decreases, affecting the stability and operation of the power system through the degradation of the frequency dynamics.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-11T18:16:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ Pre-despachoCargaUsinas.pdf: 5391701 bytes, checksum: 4b1e3e1fff22a2d307f235c3b9212e95 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-11T18:17:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ Pre-despachoCargaUsinas.pdf: 5391701 bytes, checksum: 4b1e3e1fff22a2d307f235c3b9212e95 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T18:17:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ Pre-despachoCargaUsinas.pdf: 5391701 bytes, checksum: 4b1e3e1fff22a2d307f235c3b9212e95 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Esta tese apresenta uma nova proposta para o pré-despacho de carga considerando o estado técnico dos motores das usinas termelétricas através da combinação de diversas técnicas de manutenção e de diagnóstico a partir da inteligência computacional via lógica Fuzzy. O diagnóstico do estado técnico dos motores é realizado usando a análise de óleo lubrificante, análise de vibrações, e termografia. Com esses dados e com a análise estatística, é possível prever quando um motor pode falhar ainda no pré-despacho de carga. Para aumentar a confiabilidade dos motores e do fornecimento da energia elétrica, se desenvolveu um Programa de Gerenciamento de Manutenção (PGM), usando ferramentas de gestão, aplicando apenas 4 pilares do TPM (manutenção produtiva total) e combinando com a manutenção preditiva e o diagnóstico, permitindo assim o gerenciamento para a diminuição das paradas corretivas dos equipamentos da usina. Alguns resultados atingidos após a implantação são: redução do custo anual de manutenção, redução da manutenção corretiva, aumento do MTBF (Mean Time Between Failures) e diminuição do MTTR (Mean Time To Repair) em todas as áreas. Além disso, o pré-despacho realizado garante que possa ser atingida a potência demandada com um alto grau de confiabilidade e qualidade. / This thesis presents a new proposal for load pre-dispatch considering the technical conditions of the engines of thermoelectric power plants by combining several maintenance and diagnostic techniques and using computational intelligence based on fuzzy logic. Diagnosis of the technical conditions of the engines is done using lubricant analysis, vibration analysis, and thermography. With this data and with the statistical analysis it is possible to predict when an engine can fail and consider this in the load pre-dispatch. To increase engine reliability and power supply, a Maintenance Management Program (MMP) is developed using management tools, applying only 4 TPM (Total Predictive Maintenance) pillars and combined them with predictive maintenance and diagnostics, thus allowing to reduce failures of plant equipment. Some results achieved after the implementation are: reduction of the annual cost of maintenance, reduction of corrective maintenance, increase of the MTBF (Mean Time Between Failures) and decrease of MTTR (Mean Time To Repair) in all areas. In addition, the proposed pre-dispatch scheme ensures the demanded power with a high degree of reliability and quality.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-12T16:43:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_solucaodespachoeconômico.pdf: 3384883 bytes, checksum: 04377d6e84095c8aca5d64e0ab97ef9c (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-12T16:44:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_solucaodespachoeconômico.pdf: 3384883 bytes, checksum: 04377d6e84095c8aca5d64e0ab97ef9c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-12T16:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_solucaodespachoeconômico.pdf: 3384883 bytes, checksum: 04377d6e84095c8aca5d64e0ab97ef9c (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Nos últimos anos, tornaram-se crescentes as preocupações da população e dos governos com a proteção ao meio ambiente. Ao mesmo tempo, a utilização de combustíveis fósseis para a produção de energia elétrica ainda é elevada, devido a grande disponibilidade deste insumo energético e a tecnologia consolidada das usinas térmicas. Em função deste contexto, vem se tornando cada vez mais comum a adoção de metodologias para a otimização da operação das usinas termelétricas, não só em função do custo de combustível, mas também das emissões dos poluentes gerados, o que vem trazendo um impacto positivo na redução da poluição ambiental para geração de energia elétrica junto aos sistemas térmicos, baseados em combustíveis fósseis. Sendo assim, este processo estabelece a necessidade de pesquisas no campo do planejamento energético, baseadas normalmente na aplicação de métodos de otimização que levem em consideração os dois objetivos citados de forma integrada. Ferramentas de otimização baseadas em características metaheuríticas, como o recozimento simulado, se adequam bem a estes tipos de problemas. Neste contexto, a presente tese de doutorado tem como objetivo aplicar a otimização multiobjectivo no despacho econômico ambiental (DEA) de usinas térmicas utilizando o recozimento simulado, comparando os resultados obtidos com outras técnicas metaheuristicas. Esta ferramenta foi utilizada com uma função aptidão que envolve dois objetivos (o custo e as emissões), para encontrar o resultado ótimo, levando em consideração o desligamento dos motores menos eficientes, garantido assim a redução dos custos financeiros e da poluição. / In recent years, population and government concerns about environmental protection have increased. At the same time, the use of fossil fuels to the production of electricity is still high, due to the high availability of this kind of energy and the consolidated technology of the thermal plants. In that context, it has become increasingly common to adopt methodologies to optimize the operation of thermoelectric plants, not only in terms of fuel costs, but also the emissions of pollutants generated, with a positive impact on the reduction of environmental pollution for electric power generation by thermal systems based on fossil fuels. This process establishes the need for research in the field of energy planning, usually based on the application of optimization methods that consider the two objectives mentioned in an integrated way. Optimization tools based on metaheuristic characteristics, such as simulated annealing, are well suited to these types of problems. In this context, the aim of this PhD thesis was to apply multiobjective optimization in the environmental economic dispatch (DEA) of thermal plants using simulated annealing, comparing the results obtained with other metaheuristic techniques. This tool was used with an aptitude function that involves two objectives (cost and emissions), to find the optimal result, taking into account the shutdown of less efficient engines, thus ensuring the reduction of financial costs and pollution.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-20T14:06:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-20T14:06:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-20T14:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_modelagemsimulacaooperacao.pdf: 11311517 bytes, checksum: 53dd55b44370829a202c7c82b8e6f403 (MD5) Previous issue date: 2018-01-19 / O presente trabalho aborda o desenvolvimento de modelos computacionais em ambiente Simulink/Matlab, a fim de simular a operação em aplicações isoladas e/ou interligadas à rede elétrica de uma minirrede de distribuição de energia elétrica com sistemas híbridos de produção de eletricidade, pertencente ao Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), da Universidade Federal do Pará, no campus de Belém. O trabalho também descreve o sistema híbrido e seus componentes (sistemas de geração, sistemas de condicionamento de potência, minirrede e cargas propostas), bem como os modelos matemáticos, apresentando as equações dos componentes, aplicadas a estudos dinâmicos. Em seguida, os modelos dos componentes que constituem o sistema são validados e analisados a partir de dados experimentais. Apresenta-se também como resultado a integração dos modelos propostos do sistema híbrido, simulando-se três diferentes estratégias ou modos de operação como estudo de caso. O modelo desenvolvido possui a função de auxiliar esses estudos, simplificando a análise e propiciando diferentes possibilidades de simulações em curtos tempos de processamento. O objetivo principal do trabalho é disponibilizar um modelo computacional capaz de simular o comportamento de um sistema híbrido em condições de operação conectada à rede convencional ou de forma isolada. / This work is about the development of computational models in Simulink/Matlab workspace, that simulate the operation in islanded or grid connected mode of electrical energy distribution microgrid with hybrid resources, belonging to the Group of Studies and Development of Energy Alternatives (Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas - GEDAE) of Universidade Federal do Pará (UFPA), in the Campus of Belém. This paper also describes the hybrid systems and its components (generation systems, power conditioners, microgrid and proposed loads), also the mathematical models, presenting the equations of components applied to dynamic studies. Then the component models that compose the system are validated and analyzed based on the experimental data. It also presents the integration of the proposed models of the hybrid system, simulating three different strategies or modes of operation as a case study. The developed model has the function of helping these studies, simplifying the analysis and providing different possibilities of simulations in short processing time. The principal aim of the work is to make available a computational model able to simulate in detail the behavior of a hybrid system in connected or isolated of conventional power grid operation conditions.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-02T16:52:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-02T16:52:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-02T16:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O tema qualidade de energia elétrica é amplamente pesquisado no meio científico.Diversos fenômenos que afetam a qualidade da energia, e suas consequências, têm sido investigados. Quando se trata de qualidade de energia envolvendo a operação de um sistema fotovoltaico conectado à rede, a preocupação principal é com a operação do inversor, equipamento esse responsável por fazer a interface do gerador fotovoltaico com a rede. A inserção da geração fotovoltaica na rede elétrica requer atenção acerca de certos fatores como a alteração da curva de carga de unidades consumidoras, bem como a elevação nos níveis de tensão, a presença de componentes harmônicas no sinal de corrente da saída do inversor e a variação do fator de potência da unidade consumidora. Este trabalho tem por objetivo realizar testes e avaliar alguns dos aspectos que podem influenciar a qualidade da energia com a inserção de geração fotovoltaica na rede de distribuição, mas também associado com o perfil de demanda do consumidor. Para isso utilizou-se quatro sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR), bem como foi montada uma bancada de testes e aquisição de dados para monitorar a operação desses sistemas. Neste trabalho é possível observar que a operação dos SFCR provoca alterações nos níveis de tensão no ponto de acoplamento comum, bem como a interação SFCR e carga causa alterações no perfil de demanda medido pela rede, implicando em uma distorção harmônica total na corrente (THDi) e FP medidos pelo lado da rede, diferentes dos medidos na carga e na saída do inversor. Observou-se que o SFCR pode contribuir tanto para o aumento como para a redução da THDi vista pela rede elétrica local, onde a maior contribuição para distorção harmônica na corrente entregue pela rede está atrelada ao perfil de demanda da carga. / Power quality has been widely researched. Several phenomena that affect power quality, and its consequences, have been investigated. When the power quality theme involves the operation of a grid-connected photovoltaic system, the main concern is about the operation of the inverter, which is responsible for the interface of the photovoltaic generator with the grid. The introduction of photovoltaic generation in the grid requires attention on certain factors such as changes in the load curve, voltage level, harmonic components in the inverter current and variation on the power factor (PF) of the costumer. This work aims to test and evaluate some aspects that may influence the power quality due to the insertion of photovoltaic generation in the grid, associated whit the load demand. Four grid-connected photovoltaic systems were used to develop this work, as well as a data acquisition bench that was set up to monitor the operation of these systems. In this work it is possible to conclude that the operation of photovoltaic systems causes changes in the voltage level at the point of common coupling. Also, the interaction between photovoltaic systems and loads causes changes in the load profile measured by the side of the grid, causing the total harmonic distortion in the current (THDi) and PF measured at this side to be different from those measured at the loads and photovoltaic sides. It is possible to observe that the grid-connected photovoltaic system can contribute to increase or reduce the THDi seen by the local grid, where the greatest contribution of harmonic distortion in the current delivered by the grid is associated to the demand profile of the load.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2019-01-09T15:12:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Avaliacaopotencialhidrocinetico.pdf: 8351249 bytes, checksum: 542dae2d7946a6040cc94eb50f120133 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2019-01-09T15:15:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Avaliacaopotencialhidrocinetico.pdf: 8351249 bytes, checksum: 542dae2d7946a6040cc94eb50f120133 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-01-09T15:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Avaliacaopotencialhidrocinetico.pdf: 8351249 bytes, checksum: 542dae2d7946a6040cc94eb50f120133 (MD5) Previous issue date: 2017-12 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / É possível maximizar o rendimento de empreendimentos hidrelétricos, aproveitando a energia remanescente a jusante de barragens a partir da instalação de turbinas hidrocinéticas. Nesse contexto, são apresentados dois estudos de casos de usinas hidrelétricas, um de grande porte Tucuruí, construída no rio Tocantins, na Amazônia, e outro de médio porte Bariri no rio Tietê, no Sudeste do Brasil. Nos projetos de centrais hidrocinéticas, é fundamental o dimensionamento do diâmetro do rotor e da velocidade da água, os quais dependem, respectivamente, das profundidades e velocidades dos rios. Assim, o modelo de Saint-Venant foi aplicado as regiões de estudos. A calibração do modelo foi realizada através de uma regressão linear entre as vazões medidas e simuladas para ambos, resultando em uma correlação de 0,99. A validação foi realizada para um ponto do rio Tocantins com velocidades medidas via ADCP. As velocidades medidas são comparáveis às velocidades simuladas pelo modelo. Assim, foi gerada uma curva de potência entre as vazões medidas e as velocidades simuladas para o ponto que teve suas velocidades validadas, obtendo-se uma correlação de 0,96. Essa mesma curva foi utilizada para estimativas de velocidade, calculando-se a densidade energética e definindo-se a velocidade de projeto para UHEs Tucuruí igual a 2,35 m/s e Bariri 2,25 m/s. Com a velocidade de projeto definida, foram selecionados 10 pontos UHE Tucuruí 1 ponto UHE Bariri para a implantação das turbinas hidrocinéticas. As velocidades desses pontos foram determinadas com o mesmo método usado para a validação das velocidades. Os pontos foram selecionados com base no canal do reservatório de jusante Tucuruí e no final da bacia de dissipação Bariri , o qual possui as maiores profundidades e velocidades sendo convenientes para uma maior geração de energia. Considerando a profundidade do rios e a tecnologia disponível para a sua fabricação, definiu-se para o estudo de grande porte o diâmetro do rotor em 10 m e para o de médio porte 2,1 m. Com a velocidade de projeto definida, o projeto do rotor foi realizado pela metodologia BEM (Blade Element Momentum), permitindo a definição de uma curva de potência instalada da turbina em função da velocidade do rio. Em termos de energia gerada as 10 turbinas podem gerar 2,04 GWh/ano. Esses números demonstram o real potencial do aproveitamento da energia remanescente de usinas hidrelétricas. / The maximization of the performance of hydropower projects by taking advantage of the remaining energy downstream of dams via the installation of hydrokinetic turbines is feasible. In this context, two case studies of the hydroelectric power plants are presented, one of large Tucuruí in the Tocatins river, Amazonia, and another of medium size Bariri in the Tietê river, in the Southeast of Brazil.In central hydrokinetic projects, the design of the rotor diameter and velocity of the water are fundamental and depend on the depth and velocity of the river, respectively. Thus, the Saint-Venant model has been applied to these areas of studies. The calibration of the model was performed by linear regression of the measured and simulated flow rates for both, resulting in a correlation of 0.99. Validation was performed for a point on the Tocantins river using velocities measured with an acoustic Doppler current profiler (ADCP). The measured velocities are comparable to the velocities simulated by the model. Thus, a power curve was generated for the measured flow rates and the simulated velocities for the point at which the velocities were validated, thus obtaining a correlation of 0.96. This same curve was used for estimates of velocity, calculation of the energy density, and defining a design velocity for Tucuruí HPP equal to 2.35 m/s and Bariri 2.25 m/s. After the design was velocity defined, 10 points were selected Tucuruí and 1 point Bariri for the location of hydrokinetic turbines. The velocities of these points were determined with the same method used for the validation of the velocities. The points were selected based on the channel downstream of the reservoir and at the end of the Bariri dissipation basin, with the largest depth and velocity, which are characteristics favorable for greater power generation. Considering the rivers depth and available manufacturing technology, the rotor diameter was defined for the large study in 10 m and for the medium 2.1 m. After the design velocity was defined, the rotor design was implemented using the blade element method (BEM Blade Element Momentum), allowing for the definition of an installed power curve of the turbine as a function of the river velocity. In terms of generated energy, the 10 turbines can generate 2.04 GWh/year. These numbers demonstrate the potential for utilizing the remaining energy of hydroelectric plants.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:09:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_MetodologiaPlanejamentoInsercao.pdf: 2822584 bytes, checksum: a08ecdd8c5a5bc0b05657669d7d74bac (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-15T12:49:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_MetodologiaPlanejamentoInsercao.pdf: 2822584 bytes, checksum: a08ecdd8c5a5bc0b05657669d7d74bac (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-15T12:49:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_MetodologiaPlanejamentoInsercao.pdf: 2822584 bytes, checksum: a08ecdd8c5a5bc0b05657669d7d74bac (MD5) Previous issue date: 2013 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Fontes renováveis de energia baseadas na geração fotovoltaica (GFV) são alternativas energéticas promissoras para a complementação da geração elétrica convencional e centralizada, como usinas térmicas a diesel que suprem potência para redes elétricas isoladas em cidades e localidades remotas na Amazônia. A alocação e o dimensionamento de geradores para aplicação como geração distribuída (GD) é um problema desafiador, com implicações técnicas e econômicas, relacionadas ao planejamento, projeto e operação da rede e, particularmente, a GFV em função das condições ambientais, principalmente radiação solar e temperatura ambiente. Esta tese apresenta uma metodologia analítica para alocar e dimensionar a potência ativa de unidades de geração fotovoltaica, composta pelo gerador FV integrado ao inversor CC/CA (GDFV) para integração, de forma concentrada ou dispersa em redes isoladas de média tensão, e contempla o atendimento de múltiplos objetivos, melhoria do perfil de tensão da rede, redução das perdas ativas e redução da participação da geração a diesel, proporcionando redução no consumo de óleo diesel e, consequentemente, redução da poluição ambiental. A solução global do método proposto constitui um compromisso em relação a esses objetivos, apresentando ponderações diferenciadas para os mesmos, de acordo com prioridades estabelecidas no planejamento do sistema elétrico sob estudo. Para validação da metodologia proposta, foram modeladas e simuladas as redes de 33 e 69 barras do IEEE e um sistema elétrico isolado, cuja usina térmica a diesel supre alimentação para a cidade de Aveiro-PA, Região Amazônica, obtendo-se como resultados dessas simulações melhoria significativa no perfil de tensão, redução nas perdas ativas e na potência de geração a diesel, de acordo com indicadores técnicos que permitem a avaliação quantitativa da integração da GDFV na rede elétrica. / Renewable energy sources based on photovoltaic generation (PVG) are promising energy alternatives to complement conventional, centralized power generation, as the diesel thermal plants supplying power to isolated grids in cities and remote locations in the Amazon Region. The allocation and sizing of generators for distributed generation application (DG) is a challenging problem, with technical and economic implications related to the planning, design and operation of these systems. Particularly, the PVG presents added difficulty as it is a function of environmental conditions, mainly temperature and solar radiation. This thesis presents an analytical methodology to allocate and size active power photovoltaic generation units with embedded DC/AC inverter (PVGI) to be integrated as concentrated or dispersed generation in isolated medium voltage electrical grids. The proposed methodology considers multiple objectives to be reached namely: improving the electrical grid voltage profile; reducing active power losses; and reducing the diesel generation participation, providing, this way, a reduction in diesel oil consumption and in the environmental pollution. The global obtained solution of the proposed method is a weighted commitment to these goals, presenting different weights according to priorities established in the electrical system under planning. To validate the proposed methodology, the IEEE 33 and 69 buses networks and an isolated real electrical system were modeled and simulated. The real electrical system is located in Aveiro City, in the Amazon region, Brazil. The simulation results obtained demonstrated that the proposed methodology is effective in providing a solution with significant improvement in voltage profile, active power losses reduction, and diesel generation participation reduction, according to viable technical and economic indicators to the PVGI integration in the isolated electrical grid.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2011-03-29T13:08:01Z No. of bitstreams: 1 BACELLAR, Atlas Augusto PPGEngenharia Física.pdf: 1396260 bytes, checksum: 166749b2851bba9bb9b06955d307e11e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-29T13:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BACELLAR, Atlas Augusto PPGEngenharia Física.pdf: 1396260 bytes, checksum: 166749b2851bba9bb9b06955d307e11e (MD5) Previous issue date: 2010 / A universalização do fornecimento de energia elétrica é uma meta ainda distante de ser alcançada na Amazônia brasileira, em face dos obstáculos geográficos, da dispersão de seus habitantes, da indefinição de tecnologias adequadas, além dos aspectos econômicos, em que pese ações governamentais, traduzidas no Programa Luz para Todos - PLpT, criado em 2003, cuja meta é atender a totalidade dos consumidores rurais até 2010, e a determinação da Agência Nacional de Energia Elétrica –ANEEL, responsável no Brasil pela regulação do setor elétrico, da obrigatoriedade da universalização até 2015. Este trabalho descreve pesquisa realizada no rio Madeira, na Amazônia brasileira, em que a geração de energia elétrica para atendimento de comunidades e pequenas cidades ao longo do rio, contribuindo para a universalização, pode ser viabilizada usando como fonte renovável inédita a biomassa lenhosa depositada no fundo do rio, decorrente de processos naturais, cuja retirada faz parte da rotina do Ministério dos Transportes, por obrigação legal, para viabilizar segurança na navegação. Como etapa inicial foram realizadas revisões bibliográficas para dar suporte à fundamentação teórica acerca de sistema elétrico brasileiro, universalização de acesso à energia elétrica, fontes renováveis na Amazônia, tecnologias para geração de eletricidade usando biomassa como fonte, subsídios no setor elétrico do Brasil, o rio Madeira, suas características e importância, além de ferramentas de análise de investimento. Em seguida, foram coletadas informações junto à AHIMOC, órgão responsável pela hidrovia do Madeira, quanto aos dados quantitativos e qualitativos da retirada de biomassa lenhosa do leito desse rio, bem como trabalhos de coleta in locu de amostras dessa biomassa para posterior análise de suas características físico-químicas em laboratório da UFAM. De posse dessas informações procedeu-se a avaliação de potencial de geração de energia elétrica da biomassa, assim como de rotas tecnológicas para tal. Os resultados obtidos das biomassas coletadas serviram como balizadores para confirmação de valores constantes na literatura e foram usados posteriormente na avaliação de potencial de geração de energia elétrica com identificação de rotas tecnológicas para tal. Etapa posterior contemplou a obtenção junto à concessionária de identificação e caracterização de potenciais mercados consumidores localizados na calha do Rio Madeira. Uma vez caracterizada a biomassa disponível, as possíveis rotas tecnológicas e os potenciais mercados consumidores, foram avaliados os aspectos tecnológicos, econômicos, ambientais, sociais e legais envolvidos. O estudo conclui pela competitividade do sistema de gaseificação, podendo contribuir para a universalização do acesso a eletricidade, cuja viabilização depende de adoção de política pública neste sentido, a partir de ações entre os Ministérios dos Transportes, de Minas e Energia e do Meio Ambiente. Conclui, também, pelo potencial de atração de capital privado, o que contribuiria para a redução de gastos públicos. Trabalhos futuros quanto à replicabilidade do estudo em áreas com fenômeno semelhante, bem como de oportunidades de uso de outras biomassas apresentam-se viáveis. / The universal provision of electricity remains far from achieved in the Brazilian Amazon, given the geographical obstacles, the dispersion of its inhabitants, the indistinctness of appropriate technologies, and the economic obstacles. Governmental action was taken in 2003 with the creation of the Light for All Program (PLpT), with the goal of bringing electricity to all rural consumers by 2010. In addition, the National Electric Power Agency, ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), which is responsible in Brazil for the electrical sector regulation, has issued a determination of compulsory access to electricity by 2015. This study describes research conducted on the Madeira River, in the Brazilian Amazon, where the electric needs of the communities and small towns along the river can be satisfied through the gasification system, using as a renewable feedstock the wood-fuel biomass deposited on the riverbed, derived from natural processes, which the Ministry of Transport is already legally obligated to remove in order to provide safe navigation along the river. The first part of the study was dedicated to review Brazilian power system, Universal access to electricity in Brazil, renewable sources of energy in the Amazon region, technologies to produce electricity using biomass as source, Brazilian power sector subsidies, the Madeira River, its characteristics and economic importance and investment analysis tools. Next, quality and quantity information of the biomass collected from the river along the years was taken from AHIMOC, the Federal Organization responsible for the Madeira River navigability. Then a physical-chemical analysis was made at the UFAM’s laboratories, using biomass collected in a field trip. The biomass power potential and the technological power production routes using biomass were evaluated with these data after comparing the results with available literature. Subsequently information about householders and communities located at the Madeira River was obtained with the State Utility. Once the available biomass, the technology routes and the possible consumers were characterized, the study evaluated technology, economy, environment, social and legal aspects. The study results show the competitiveness of gasification comparing to diesel thermoelectric plants, along with its advantages in helping Brazilian universal electrification program, which implementation depends on public policies with the obligatory participation of the Ministry of Mines and Energy, Ministry of Transports and The Ministry of Environment, and also the attractiveness potential private capital participation which could contribute to reduce public investment. The results should help future studies in others areas with similar phenomena and the opportunity to use another types of local biomass in Gasifier systems. / UFAM - Universidade Federal do Amazonas

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-12-03T14:33:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoMonitoramentoRemoto.pdf: 10873924 bytes, checksum: f29ea187c900c8afa350b5786de3b180 (MD5) / Rejected by Albirene Aires (albireneufpa@gmail.com), reason: Favor incluir as palavras chave on 2014-12-05T11:47:10Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-12-10T00:17:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoMonitoramentoRemoto.pdf: 10873924 bytes, checksum: f29ea187c900c8afa350b5786de3b180 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-12-10T16:59:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoMonitoramentoRemoto.pdf: 10873924 bytes, checksum: f29ea187c900c8afa350b5786de3b180 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-10T16:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoMonitoramentoRemoto.pdf: 10873924 bytes, checksum: f29ea187c900c8afa350b5786de3b180 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho visa avaliar as dificuldades e utilidades do monitoramento remoto de um sistema para o atendimento de cargas isoladas da rede elétrica, envolvendo sistemas reais em operação que podem ajudar a identificar os principais fatores que influenciam na vida útil desses dispositivos, tornando possível propor estratégias e tecnologias que melhorem a confiabilidade do sistema, possibilitem uma configuração mais adequada e reduzam os custos globais do sistema ao longo de sua vida útil. Para isso foi incorporado um sistema de monitoramento remoto via LabVIEW a um sistema híbrido isolado insta-lado em flutuante localizada as margens do lago da cidade de Tefé-AM. O sistema de geração foi composto inicialmente por um gerador fotovoltaico (FV) com potência de 2,08 kWp, dois subgeradores 1,04 kWp cada, e depois ampliado para 2,6 Wp mais 350 Wp de geração eólica. Além disso, um banco de acumuladores eletroquímicos com tensão nominal de 24 V e composto por 20 baterias de 150 Ah cada, Dois controladores de carga 24 V / 40 A e um inversor de onda senoidal de 1.500 VA. Resultados de operacionais apresentados neste trabalho ajudam a entender melhor o funcionamento desses sistemas e avaliar as barreiras encontradas no monitoramento remoto dessas unidades. Esse expe-rimento foi realizado em parceria do laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas na Universidade Federal do Pará com o Núcleo de Inovação tecnológica do Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá. / This work aims to evaluate the difficulties and applicability of the remote monitor-ing of an off-grid system, involving actual systems under operation that can help identi-fying the main causes that influence these devices’ life cycle, making it possible to pro-pose strategies and technologies that increase system’s reliability, a more adequate con-figuration and reduce the overall cost of the system over its useful life. Thus, a remote monitoring system based in LabVIEW was incorporated to an isolated hybrid system in-stalled in a floating located in the shore of the lake at the city of Tefe-AM. The generation system was firstly composed by a photovoltaic generator (PV) with 2.08kWp of power and two sub-generators of 1.04kWp each, being enlarged after to 2.6kWp plus 350Wp of wind generation. Furthermore, a bank of electrochemical accumulators with nominal volt-age of 24V and composed by 20 batteries of 150 Ah each, two charge controllers 24V/40A and a sine wave inverter of 1500VA. Operational results presented in this work helps in the better understanding of the operation of these systems and helps to evaluate the barriers found in the remote monitoring of these units. This experiment was accom-plished in partnership with the laboratory of the Group of Studies and Development of Energy Alternatives at Federal University of Para with the Nucleus of Technological In-novation of the Institute of Sustainable Development Mamiraua.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-12-03T14:35:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MonitoramentoDesempenhoDiferentes.pdf: 15054838 bytes, checksum: d6a7497d3b48178b1c87972630f37c93 (MD5) / Rejected by Albirene Aires (albireneufpa@gmail.com), reason: Favor incluir as palavras chave on 2014-12-05T11:47:49Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-12-09T11:49:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MonitoramentoDesempenhoDiferentes.pdf: 15054838 bytes, checksum: d6a7497d3b48178b1c87972630f37c93 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-12-09T15:39:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MonitoramentoDesempenhoDiferentes.pdf: 15054838 bytes, checksum: d6a7497d3b48178b1c87972630f37c93 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-09T15:39:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MonitoramentoDesempenhoDiferentes.pdf: 15054838 bytes, checksum: d6a7497d3b48178b1c87972630f37c93 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho consiste na avaliação experimental de 13 módulos fotovoltaicos de 5 diferentes tecnologias. Para isso foi instalado na área externa do laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas na Universidade Federal do Pará um campo de testes para medição de módulos a sol real, com os testes realizados no período de 21/10/12 a 30/08/2013. Essas medições possibilitaram a aquisição das principais variáveis de interesse nessa aplicação que são: irradiação solar, temperatura da parte posterior dos módulos, tensão e corrente elétrica e curva IV. A partir dessas medições foram calculados parâmetros como eficiência, desempenho global, produtividade, entre outros. Essas grandezas determinam as cacterísticas de geração dos módulos fotovoltaicos e são fundamentais para se entender seu funcionamento, sendo elas apresentadas detalhadamente na forma gráfica ao longo deste trabalho. Além dos dados experimentais, o estudo traz como contribuição um panorama geral sobre o estado da arte de módulos fotovoltaicos, experiências adquiridas durante o período de monitoramento, características do sistema de aquisição de dados desenvolvido e uma análise da influência de sombreamento no desempenho dos módulos fotovoltaicos. / This work consists in an experimental analysis of 13 photovoltaic modules and 5 different technologies. For this, a test field for module measurement under real sun conditions was installed in the outdoor area of the Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas at the Universidade Federal do Pará, being the tests realized in the period between 21/10/2013 to 30/08/2013. Those measurements allowed the acquisition of the principal variables of interest of this kind of applicattion, which are: solar radiation, module temperature, module’s voltage, current and IV curve. With the obtained data was possible to evaluate the most important photovoltaic parameters such as efficiency, performance ration, productivity, among others. These quantities determine the generation characteristics of this kind of equipment and are very important to understand its operation; these quantities are presented in detail in graphical format throughout the text. In addition, this study brings other contributions, like the description of the system developed for the data processing, the experiences during the monitoring period, an overview of the state of art for photovoltaic modules and an analysis of the shading influence on the photovoltaic module’s performance.