O Brasil passa por um momento de crescimento e de destaque em investimentos no cenário mundial, o que requer o aumento de sua capacidade instalada de geração de energia elétrica. O país sempre foi um exemplo em termos de sustentabilidade neste setor, com as fontes renováveis, lideradas pelas hidrelétricas, respondendo por aproximadamente 80% da geração anual. Entre 2005 e 2008, entretanto, o país iniciou uma fase de investimentos em termelétricas, fontes altamente nocivas e poluentes para o meio-ambiente. A partir de 2009, os investimentos foram focados em usinas eólicas e grandes hidrelétricas com reservatórios reduzidos, fontes intermitentes que aumentam a volatilidade do sistema elétrico e o risco de problemas por falta temporária de energia. Dentro deste contexto, existe uma alternativa que pode oferecer benefícios nos mais diversos sentidos: os resíduos de cana-de-açúcar. Além de terem sua maior participação no período seco contam com o benefício da localização próxima aos grandes centros de consumo de energia elétrica. Enquanto o IPEA divulgou um plano em 2012 no qual aproximadamente 16 GWmédios poderiam ser adicionados ao sistema elétrico, através dos resíduos desta fonte, diversos autores estimam este valor em 8 GW médios. Apesar de todos os benefícios oferecidos pela fonte, os usineiros tem vendido pouca energia nos leilões para o mercado cativo e também não tem aproveitado as oportunidades de um mercado livre especial (ou incentivado) ainda reduzido. Nesta dissertação estudamos os benefícios e o potencial existente desta fonte para confirmar o baixo aproveitamento na matriz elétrica. Além disso, estudamos os possíveis entraves para o maior desenvolvimento desta fonte, partindo de todas as possíveis alternativas mencionadas pelos usineiros e chegando a quais são os reais motivos do fraco desempenho em comercialização. Com estes entraves mapeados conseguimos sugerir possíveis alternativas que os diversos agentes do setor elétrico podem adotar para conseguir melhorar o desempenho da fonte no setor elétrico. Uma das principais conclusões desta dissertação é que deve existir um interesse coletivo no desenvolvimento desta fonte para que ela possa ter sucesso. Governo, em suas diversas esferas, usineiros e agentes profissionais do setor elétrico devem atuar em união para conseguir reduzir os investimentos necessários, melhorando os preços com o mesmo retorno. Com melhores preços e possibilidade de melhores resultados em leilões, é possível aproveitar as já existentes linhas de financiamento do BNDES para investir nestas transformações e substituições de caldeiras e turbinas. Além disso, é mostrado que não é necessário criar subsídios cruzados ou soluções mais complexas para desenvolver o setor. / Brazil is passing through a moment of growth and is a country highlighted for investments around the world, which requires increases in its installed capacity of electric power. The country has always been an example in terms of sustainability in this sector, with the renewables, led by hydropower, accounting for approximately 80% of annual generation. Between 2005 and 2008, however, the country began a phase of investments in thermo power plants, fountains and highly harmful pollutants for the environment. Since 2009, investments were focused on wind power plants and large hydroelectric with low reservoirs, intermittent sources that increase the volatility of the electrical system and the risk of problems due to temporary power outages. Within this context, there is an alternative that can offer benefits in several ways: waste of sugarcane. Besides having their greater participation in the dry season can be in operations at any time and still have the benefit of the location close to major electricity consumption centers. While IPEA announced a plan in 2012 in which approximately 16 average GW could be added to the electrical system, through waste from this source, several authors estimate this value on 8 average GW. Despite all the benefits offered by the source, the mill owners have sold just a small amount of energy at auctions to the captive market and also had not taken advantage of the opportunities of a special free market (or encouraged) further reduced. In this thesis we study the benefits and the existing potential of the source to confirm the low share in the energy matrix. Furthermore, we studied the possible barriers to the further development of this source, starting in all possible alternatives mentioned by mill owners and reaching what are the real reasons for the poor performance in energy trading. Once these barriers were mapped we could suggest possible alternatives that the different stakeholders of the power sectors can adopt to improve market performance in the electricity industry. One of the main conclusions of this work is that there must be a collective interest in developing this source so she can succeed. Governments, in their various dimensions, mill owners and professional agents in the electricity sector must work in unity to successfully reduce the necessary investments, improving the sale prices with the same expected returns. With the best prices and the possibility of better results in auctions, it is possible to leverage existing financing lines of BNDES, to invest in these transformation and replacement of boilers and turbines. Furthermore, it is shown that it is not necessary to create cross-sector subsidies or more complex solutions to develop the source in the sector.

A recente abertura de mercado, a carência de recursos públicos para investimentos em geração de energia, a dificuldade de realização de empreendimentos de grande porte por razão ambiental, bem como o programa de universalização do atendimento têm criado novas oportunidades no Setor Elétrico brasileiro, dentre as quais está a exploração de geração distribuída. Nesse âmbito, as micro redes que associam vários geradores de pequeno porte, operados por centro regional, vêm se revelando como uma interessante solução tanto para o investidor como para o atendimento de áreas de concessão específicas. Esta pesquisa apresenta um modelo de análise econômica da participação de geradores distribuídos, operando de forma pseudo-cooperativa, fundamentado na teoria dos jogos. O modelo foca o cliente, com futuro potencial de ser livre, capaz de gerar a sua própria energia através de geradores distribuídos. Uma micro-rede de geradores distribuídos pode ser constituída de vários agentes que, não obstante tenham toda ou parte de sua produção contratualmente comprometida, resolvem atuar de forma cooperada para auferir o ganho decorrente dos diferentes custos marginais de operação das máquinas, para cada nível de despacho de suas unidades. O modelo proposto prevê que a otimização da participação dos despachos das unidades cooperadas, em cada situação de carga, é obtida pela minimização global dos custos marginais totais, determinando a produção de cada gerador. O compartilhamento doganho advindo da cooperação é dado pela aplicação da Função de Shapley, que se fundamenta nas características técnicas e econômicas de operação de cada unidade. ) O modelo desenvolvido neste trabalho formulou o conceito pseudo-cooperação, que prevê a disponibilidade parcial da capacidade de geração de um ou mais agentes para produção dedicada à demanda cooperada da micro rede, de forma que a capacidade restante permanece para o agente oferecer a oportunidades do mercado. A otimização dos ganhos, tanto da rede cooperada como do agente que disponibiliza parte de sua capacidade ao mercado, é realizada através do compartilhamento do ganho da cooperação, da receita obtida da venda de energia ao mercado e do prêmio que o(s) agente(s) que transgride(m) sua(s) cota(s) mínima(s) de cooperação paga(m) aos participantes da cooperação. Com essa abordagem de cooperação parcial e otimização dos ganhos tornou-se possível maximizar os benefícios para os agentes e obter uma capacidade adicional, chamada neste trabalho de \"Sobra\", disponível para venda ao mercado. Desta forma, e como conclusão principal, pôde-se verificar que é possível a obtenção de ganhos adicionais sempre que um ou mais geradores trabalham de forma cooperada e que a pseudo-cooperação apresenta uma forma de aumentar esse ganho / The recent market expansion, the lack of public resources for investments in power generation, the difficulty of deployment of large projects due to environmental reasons, and also the program \"Universalização do Atendimento\" (program that aims to attend all country) has provided new opportunities on the Brazilian Electric Sector. One of these opportunities is the exploration of distributed generation. Under this idea, an interesting solution for the investor and also for the service provider in specific concession areas is the micro-grids. The micro-grids associate several small load generators it selves and these micro-grids are operated by regional centers. This research presents a model of economical analysis of the participation of distributed generators, operating in a pseudo-cooperative way, based in the game theory. The model adresses non free consumers that further may have the capability to be able to generate its own energy through distributed generators, as free consumers. A micro-grid of distributed generators can be composed by several agents that decide to act in a cooperative way aiming to earn from each level of dispatched power, through the different operational cost of the machines in the micro-grid. This is possible even having all or part the production already contractually committed. For each load situation, the proposed model foresees that the dispatch of power in each cooperated units is optimized by the global reduction of the costs thataffect the production of each generator. The share of the gain from the cooperation is given by the application of the Shapley function that is based in the technical and economical characteristics of operation of each unit. ) The developed model in this work has formulated a pseudo-cooperation concept, which foresees the partial availability of the generation capacity of one or more agents for dedicated production to the cooperated demand of the micro grid, so that the remaining capacity is available to be offered to opportunities of the market. The optimization of the gain over the cooperated grid, and also over the agent that make available its partial capacity to the market, is accomplished through the share of the cooperated gain, through the revenue obtained from the energy sold to the market, and also through the prize that the agents pay to other participants of the cooperation when they reach their minimal commitment. With the partial cooperation and gain optimization approach, it was possible to maximize the benefits for the agents and to obtain a surplus, called in this work of \"Sobra\", available to sell to the market. The main conclusion is that it is possible to obtain additional benefits whenever one or more generator work in a cooperative basis and that the pseudo-cooperation is a way to grown this benefits.

The modeling, analysis and experimental verification of a two-degree-of-freedom typical aeroelastic section with superelastic shape memory alloy springs are presented. The focus is to investigate the effects of the phase transformation of the shape memory alloy springs on the flutter and post-flutter behaviors of the typical section. The shape memory alloy phase transformation kinetics is described by a modified version of well-known phenomenological models. The shape memory alloy spring model is based on classical spring design (with the pure shear assumption) and modified to account for the nonlinear effects of phase transformation. The cross-section of the shape memory alloy wire is represented by a linear radial distribution of shear strain and nonlinear radial distributions of shear stress and martensitic fraction. The equations of motion of a linear typical section are modified to include the shape memory alloy springs. A linear unsteady aerodynamic model is employed to determine the aerodynamic loads. The proposed model is cast into state-space representation and solved with a Runge-Kutta method. It is numerically and experimentally shown that the phase transformation of shape memory alloy springs can be effectively exploited to enhance the aeroelastic behavior of a typical section by replacing unstable flutter oscillations by stable oscillations of acceptable amplitudes over a range of airflow speeds, providing a useful method of passive aeroelastic control. Since the modified aeroelastic behavior is attractive for wind energy harvesting purposes, electromechanical coupling is also modeled in the plunge degree-of-freedom along with a resistive load in the electrical domain for electrical power estimation. The exploitation of the shape memory alloy phase transformation is more attractive for airfoil-based wind energy harvesting performance than the use of typical concentrated nonlinearities (e.g., hardening steel) in terms of enhanced electrical power output. / A modelagem, análise e verificação experimental de uma seção típica aeroelástica com dois graus de liberdade e molas com memória de forma superelásticas são apresentadas. O foco é investigar os efeitos da histerese pseudoelástica das molas com memória de forma nos comportamentos de flutter e pós-flutter da seção típica. A cinética das transformações de fase nas molas com memória de forma é descrita por uma versão modificada de modelos fenomenológicos amplamente conhecidos. O modelo de molas helicoidais com memória de forma é baseado em teoria clássica de molas (com a hipótese de cisalhamento puro) e modificado para representar os efeitos não lineares de transformação de fase. A seção transversal do fio da mola com memória de forma é representada por uma distribuição radial e linear de deformações de cisalhamento e por distribuições radiais e não lineares de tensões cisalhantes e de frações martensíticas. As equações de movimento de uma seção típica linear são modificadas para incluir as molas com memória de forma. Um modelo aerodinâmico linear não estacionário é utilizado para se determinar as cargas aerodinâmicas. O modelo proposto é representado em espaço de estados e resolvido com um método Runge-Kutta. Mostra-se, numérica e experimentalmente, que a histerese pseudoelástica de molas com memória de forma pode ser efetivamente explorada para melhorar o comportamento aeroelástico de uma seção típica ao transformar oscilações instáveis de flutter em oscilações estáveis e de amplitudes aceitáveis em uma faixa de velocidades do escoamento, provendo um método útil de controle aeroelástico passivo. Como o comportamento aeroelástico modificado (pela histerese pseudoelástica) é atrativo para a coleta de energia do escoamento, um acoplamento eletromecânico é modelado no grau de liberdade de deslocamento linear, juntamente com uma carga resistiva no domínio elétrico do problema para se estimar a potência elétrica gerada. A exploração da histerese pseudoelástica das molas com memória de forma é mais atrativa para a performance da coleta aeroelástica de energia do que o uso de não linearidades concentradas típicas (como o enrijecimento não linear do aço) em termos de melhoria na potência elétrica gerada.

A instalação de empreendimentos hidrelétricos ocorreu de forma crescente no Brasil na última década. De igual modo, a importância da produção agrícola na economia nacional também cresceu. A supressão de terras e a alteração do fluxo da água causada pelo alagamento necessário à implantação de usinas hidrelétricas alteram a estrutura e a dinâmica das regiões diretamente afetadas em função de aspectos ambientais e sociais como reassentamentos, migrações, especulação imobiliária, êxodo rural etc. Estes impactos das hidrelétricas têm sido amplamente descritos pela literatura. O presente trabalho buscou analisar de forma especifica os impactos ocasionados pelos alagamentos sofridos pelos municípios brasileiros afetados por usinas hidrelétricas e seu reflexo nos modos de produção agrícola dos municípios afetados. Para tanto, realizou-se uma análise exploratória com indicadores na esfera nacional e um estudo de caso com as hidrelétricas de Jirau e Santo Antônio em Porto Velho (RO) baseado em entrevistas semiestruturadas. Os resultados na fase exploratória as correlações indicaram que quanto maior tamanho da área alagada maior é a variação de áreas plantadas e PIB agrícola dos municípios afetados. Com o estudo de caso foi possível identificar que há impactos significativos sobre os modos de produção agrícola, essa mudança pode ser explicada pela diferença entre a qualidade do solo de regiões ribeirinhas e a qualidade do solo nos reassentamentos. Tais impactos podem influenciar os indicadores que refletem a quantidade de áreas plantadas destes municípios. Identificou-se também que os impactos sobre a agricultura não são previstos nos estudos de impacto ambiental das hidrelétricas de Jirau e Santo Antônio. / The installation of hydroelectric projects has increased in Brazil in the last decade. Likewise, the importance of agricultural production in the national economy has also grown. The land suppression and the alteration of the water flow caused by the flooding necessary to the implantation of hydroelectric plants alter the structure and dynamics of the regions directly affected by environmental and social processes such as resettlement, migration, real estate speculation, rural exodus, etc. These impacts of hydroelectric plants have been widely described in the literature. The present study sought to analyze in a specific way the impacts caused by the floods suffered by the Brazilian municipalities affected by hydroelectric plants and their reflection in the modes of agricultural production of the affected municipalities. The study included an exploratory analysis of the impacts of hydroelectric dams on agriculture using selected indicators from the national scale, complemented by a case-study at the local scale, focusing on the Jirau and Santo Antônio power plants in Porto Velho, Rondônia, through semi-structured interviews.The results from correlations obtained in the exploratory phase showed that the larger the size of the flooded area, the greater the variation of planted areas and the agricultural GDP of the affected municipalities. From the case study it was possible to identify that there are significant impacts on the agricultural production methods, and that this change can be explained by the difference between the quality of the soil of riverside regions and the quality of the soil in the resettlements. Such impacts may influence the indicators that reflect the amount of planted areas of these municipalities. The study also revealed that the impacts on agriculture were not predicted in the environmental impact studies of the Jirau and Santo Antônio hydropower plants.

A atual situação energética global demonstra a dependência pela energia elétrica, evidenciando a importância do uso racional da energia e da redução de poluentes em sua produção. A utilização de hidrogênio como fonte de geração de energia elétrica nas células a combustível utiliza um bem abundante na face terrestre, e produz energia elétrica sem poluição. A célula a combustível constitui-se de um conversor eletroquímico, que converte a energia química proveniente dos reagentes hidrogênio e oxigênio em energia elétrica (corrente contínua), água e calor. Esta tecnologia é promissora e apresenta uma gama de aplicações no cotidiano, sendo atrativa em relação às outras tecnologias convencionais, com incrementos na eficiência, emissão de poluentes, simplicidade, maior vida útil, tamanho e peso, sendo modular e silenciosa. As células a combustível possuem aplicações no setor automobilístico, como geração auxiliar em instalações elétricas, geração de energia para equipamentos portáteis e programas espaciais. Entre as restrições estão o custo da célula e a produção de hidrogênio e como estocá-lo. O hidrogênio não é uma fonte primária de energia, mas pode ser obtida a partir de processos tais como a eletrólise, fontes fósseis, pirólise a plasma, biocombustíveis como o lixo urbano e a biomassa. Este trabalho apresenta um estudo do estado da arte e uma sistematização das formas de utilização de células a combustível como geração auxiliar em instalações elétricas de grande porte. Esta tecnologia é de desenvolvimento recente, intensificando-se com as restrições ambientais às outras fontes, além da previsão da redução futura do custo deste tipo de aproveitamento. O trabalho faz uma comparação entre a geração auxiliar em instalações elétricas de grande porte feita com células a combustível com as outras gerações auxiliares convencionais, como o gerador a diesel, e é sugerido o seu emprego como opção, sendo feitas análises técnica e econômica. Também uma análise de seu funcionamento e um estudo de caso com a viabilidade econômica de seu emprego em um laboratório de informática em uma instituição de ensino. / The current global energy situation shows the dependence on the electric energy, and the importance of the rational use of energy and the reduction of pollutants in the production of energy. The hydrogen as source of generation of electrical energy in fuel cells uses an abundant resource in Earth, and produces electrical energy with no pollution. The fuel cell consists of an electrochemical converter, that converts the chemical energy from the hydrogen and oxygen reagents into electric energy (continuous current), water and heat. This technology is promising and presents a range of applications in every day life, being attractive in relation to the other conventional technologies, due to increments in the efficiency, emission of pollutants, simplicity, longer life and smaller weight, being modular and silent. The cells the fuel have applications in the automotive segment, as auxiliary generation in electrical installations, generation of energy for portable equipment and space programs. Among the restrictions there is the cost of the cell and the hydrogen production and how to store it. The hydrogen is not a primary source of energy, but can be obtained from processes such as fossil electrolysis, plasma pyrolysis, bio fuels as the urban garbage and the biomass. This paper presents a study of the state of the art of this technique and also a systematization of the ways in which it can be used as auxiliary generation in automated electric installations. This technology, of recent development, has its interest increased by the environmental restrictions to the sources of energy and also by the cost reduction that is forecast. There is also a case study with a comparison between fuel cells and other more conventional options as the diesel generation. The paper is carried out for an existing computer processing center in an educational institution.

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Orientador: Onivaldo José Seraphim / Banca: Celso Luiz da Silva / Banca: Carlos Eduardo C. Nogueira / Banca: Samuael N. Melegari de Souza / Banca: Celso Eduardo Lins de Oliveira / Resumo: A geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis começou a apresentar maior interesse a partir da crise do petróleo na década de 70. De lá pra cá, entre outros recursos energéticos renováveis, a utilização do potencial da energia solar e eólica tem crescido significativamente. A integração de sistemas de geração eólica e fotovoltaica com armazenamento de energia em baterias tem-se apresentado como uma forma de geração em que os problemas decorrentes da variabilidade na intensidade da energia eólica e solar, tornam-se possíveis de mitigação, seja pela complementação entre uma fonte e outra, ou pela maior estabilidade configurada à geração do sistema. Com base neste contexto, este trabalho teve o objetivo de avaliar o desempenho um sistema híbrido de energia eólico-fotovoltaico de pequeno porte, para a eletrificação de uma propriedade rural, avaliando-se o efeito das variáveis climáticas sobre a produção energética do sistema. O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Energização Rural do Departamento de Engenharia Rural da UNESP-FCA. Para a realização do trabalho, foi instalado um sistema híbrido (solar + eólico), composto por um aerogerador e um painel fotovoltaico, complementado por uma bateria para armazenamento da energia elétrica gerada, controlador de carga e inversor de tensão. O sistema foi configurado para atender as cargas de uma pequena residência rural. Para avaliação das características do potencial da energia solar e eólica, utilizaram-se os dados de uma estação meteorológica instalada no local. Um sistema de aquisição de dados foi programado para coletar os parâmetros meteorológicos e elétricos do experimento a cada 10 segundos, apresentando a média dos valores coletados a cada 5 minutos. A coleta dos dados foi realizada durante um ano, diuturnamente, para avaliar a influência das horas...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electric energy generation from renewable sources, began to present larger interest in the petroleum crisis in 1970 decade. Since then, among other renewable energy resources, the use of the solar energy and wind energy potential have been growing significantly. The integration of wind and photovoltaic generation systems has been presenting as a generation form where the current problems of the variability in the wind and solar energy intensity, become possible of mitigation due to the complementation of both a sources, or for the larger stability given to the generation system. Based in this context, this work had the objective of evaluating a small wind-photovoltaic hybrid energy system for a rural electrification, with the evaluation of the climatic variables effect on the system energy production. The work was developed in the Laboratory of Rural Electrification of the UNESP-FCA Rural Engineering Department. For the accomplishment of the work, a small wind-photovoltaic hybrid system was installed, composed by an wind generator and a photovoltaic panel, complemented with a battery for the generated electric energy storage, a charge controller and an inverter. The system was configured for small rural residence load supply. For solar and wind energy potential characteristics evaluation, the data of a meteorological station installed in the place were used. A data acquisition system was programmed to collect the meteorological and electric parameters of the experiment every 10 seconds, calculating the average values collected every 5 minutes. The data collection was carried out during one year, daily, to evaluate the influence of the day hours and of the seasons changes on the hybrid system energy generation and its components. The collected data were integrated, and it was determined the values of the solar energy, wind energy, photovoltaic generation, wind generation and hybrid system...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Esta teste de doutorado tem como objetivo o desenvolvimento de um algoritmo de Estimação de Estados de Distorções Harmônicas (EEDH) em Sistemas Elétricos de Potência. Embora o custo dos medidores de qualidade de energia tenha diminuído, ainda é inviável a utilização de medidores para a monitoração de todas as barras de um sistema elétrico real, pois o sistema de monitoração tornar-se-ia demasiadamente oneroso. Sendo assim, torna-se necessária à utilização de algoritmo capaz de estimar, a partir de um pequeno número de pontos de monitoração, os valores das distorções harmônicas em demais pontos do sistema. Para resolver o problema em estudo, propõe-se a utilização de algoritmo de Estratégias Evolutivas. Tal algoritmo se mostra viável por sua facilidade de implementação e sua velocidade em encontrar uma solução dentro de um vasto espaço de soluções. Neste contexto, uma solução para o problema de estimação compreende um indivíduo que pode sofrer mutação e recombinação, sendo este avaliado a cada geração do algoritmo. A avaliação de cada indivíduo esta relacionada à minimização do erro quadrático de estimação de tensões nas barras monitoradas do sistema. Para esta realização são utilizadas as informações das distorções provenientes de medidores, bem como as informações da rede. O fluxo de carga para a freqüência fundamental é realizado e tomado como referência para ajustes de ângulos das distorções harmônicas na ausência de um sistema de sincronização. O algoritmo proposto foi submetido para analisar inicialmente uma rede elétrica hipotética de 4 barras com o intuito de se verificar a capacidade da metodologia. Em seguida uma rede elétrica de 14 barras foi utilizada para configurar os parâmetros do algoritmo de Estratégia Evolutiva. Esta mesma rede foi submetida à análise da estimação da Distorção Harmônica Total. Por fim, com o intuito de explorar as limitações e potencialidades, a metodologia proposta foi aplicada na análise de uma rede de subtransmissão de 50 barras, utilizando modelos por componentes simétricas e por componentes de fase. Os resultados obtidos foram promissores e indicam este ramo de estudos como sendo de grande viabilidade podendo diminuir os custos de um sistema de monitoramento de qualidade de energia elétrica, que se utiliza de EEDH. / The aim of the present thesis is to develop a Harmonic Distortion State Estimation algorithm for Power Systems. Although the cost of Power Quality Meters has decreased for a while now, it is still not practicable the use of one meter for each real system bus. This demands a Harmonic Distortion State Estimation (HDSE) algorithm to find the harmonic components in buses with no measurement. An Evolutionary Strategy algorithm is proposed in this work to solve the harmonic estimation problem. This algorithm shows good results due to its easy implementation and its quickness to find a solution for a complex problem, as the HDSE demands. In this context a solution for the estimation problem is based on a population of individuals that suffer mutation and recombination operations, and are evaluated in each generation. The individual evaluation is related to the minimization of the sum of square deviations of voltage estimation in buses with measurement. Harmonic data from meters and network data are taken as the model inputs. A load flow determines the system state for the fundamental frequency that provides the reference for the angle adjustment for harmonics. The proposed algorithm was first submitted to analyze a small four bus electrical network to verify the viability of this methodology. After this, a 14 bus electrical network was used to configure the evolutionary strategy algorithm parameters and to determine the Total Harmonic Distortion estimation. Finally, in order to understand the limitations and capability of the proposed methodology, a 50 bus subtransmission three-phase network was analyzed by models based on symmetrical components and phase components. The obtained results are very promising and indicate a considerable cost reduction in power quality monitoring systems.

A atual situação energética global demonstra a dependência pela energia elétrica, evidenciando a importância do uso racional da energia e da redução de poluentes em sua produção. A utilização de hidrogênio como fonte de geração de energia elétrica nas células a combustível utiliza um bem abundante na face terrestre, e produz energia elétrica sem poluição. A célula a combustível constitui-se de um conversor eletroquímico, que converte a energia química proveniente dos reagentes hidrogênio e oxigênio em energia elétrica (corrente contínua), água e calor. Esta tecnologia é promissora e apresenta uma gama de aplicações no cotidiano, sendo atrativa em relação às outras tecnologias convencionais, com incrementos na eficiência, emissão de poluentes, simplicidade, maior vida útil, tamanho e peso, sendo modular e silenciosa. As células a combustível possuem aplicações no setor automobilístico, como geração auxiliar em instalações elétricas, geração de energia para equipamentos portáteis e programas espaciais. Entre as restrições estão o custo da célula e a produção de hidrogênio e como estocá-lo. O hidrogênio não é uma fonte primária de energia, mas pode ser obtida a partir de processos tais como a eletrólise, fontes fósseis, pirólise a plasma, biocombustíveis como o lixo urbano e a biomassa. Este trabalho apresenta um estudo do estado da arte e uma sistematização das formas de utilização de células a combustível como geração auxiliar em instalações elétricas de grande porte. Esta tecnologia é de desenvolvimento recente, intensificando-se com as restrições ambientais às outras fontes, além da previsão da redução futura do custo deste tipo de aproveitamento. O trabalho faz uma comparação entre a geração auxiliar em instalações elétricas de grande porte feita com células a combustível com as outras gerações auxiliares convencionais, como o gerador a diesel, e é sugerido o seu emprego como opção, sendo feitas análises técnica e econômica. Também uma análise de seu funcionamento e um estudo de caso com a viabilidade econômica de seu emprego em um laboratório de informática em uma instituição de ensino. / The current global energy situation shows the dependence on the electric energy, and the importance of the rational use of energy and the reduction of pollutants in the production of energy. The hydrogen as source of generation of electrical energy in fuel cells uses an abundant resource in Earth, and produces electrical energy with no pollution. The fuel cell consists of an electrochemical converter, that converts the chemical energy from the hydrogen and oxygen reagents into electric energy (continuous current), water and heat. This technology is promising and presents a range of applications in every day life, being attractive in relation to the other conventional technologies, due to increments in the efficiency, emission of pollutants, simplicity, longer life and smaller weight, being modular and silent. The cells the fuel have applications in the automotive segment, as auxiliary generation in electrical installations, generation of energy for portable equipment and space programs. Among the restrictions there is the cost of the cell and the hydrogen production and how to store it. The hydrogen is not a primary source of energy, but can be obtained from processes such as fossil electrolysis, plasma pyrolysis, bio fuels as the urban garbage and the biomass. This paper presents a study of the state of the art of this technique and also a systematization of the ways in which it can be used as auxiliary generation in automated electric installations. This technology, of recent development, has its interest increased by the environmental restrictions to the sources of energy and also by the cost reduction that is forecast. There is also a case study with a comparison between fuel cells and other more conventional options as the diesel generation. The paper is carried out for an existing computer processing center in an educational institution.

A energia elétrica constitui um dos propulsores da economia de um país, assumindo um papel extremamente importante e estratégico, pois influi diretamente na capacidade produtiva. A expansão da produção de energia elétrica não se consegue somente com medidas de curto prazo, pois as obras deste setor demandam um longo tempo de execução, medido em anos e dependendo da magnitude da obra, o prazo pode até superar uma década. O parque gerador nacional é constituído predominantemente por usinas hidroelétricas, complementado por usinas térmicas que utilizam diversas fontes de combustível, havendo a necessidade de minimizar a produção das térmicas, em virtude do alto custo de geração, em relação ao custo de geração hidroelétrica. Garantir o suprimento da demanda futura de energia elétrica é uma tarefa complexa de planejamento que basicamente, depende da análise de dois cenários que se compõem: o primeiro cenário é o que desenha o crescimento futuro da economia e neste caso, desde que não ocorram fatos extraordinários como o recente crescimento econômico experimentado pela China, a previsão da demanda não acarreta surpresa de grande significância; o segundo cenário, traz como característica a incerteza, uma vez que a produção das hidroelétricas depende da quantidade de água disponível dos cursos de água, que por sua vez, depende do regime de chuvas passado e corrente. O índice pluviométrico é um dado estocástico, ocorrendo ao sabor da probabilidade, o que remete a um estudo de casos e seus desdobramentos, acarretando um leque de possibilidades de estados muito grande, dificultando as análises sobre a previsão futura. Planejar o setor elétrico compreende prever um crescimento de demanda e equipar o setor com máquinas de geração, necessárias para atender a demanda, com uma margem de risco calculada. Para isto, utilizam-se modelos de simulação que possibilitem o exercício de previsão, combinando-se os dois cenários citados, visualizando os estados sub seqüentes, decorrentes de decisões tomadas. A dificuldade desta tarefa é devida à quantidade de alternativas da situação futura, resultante de um fenômeno combinatório de possibilidades que exige para simulação dos modelos, não só uma grande capacidade de processamento dos computadores como também, uma estratégia de tratamento do problema, baseada em processos numéricos especializados e dirigidos a este tipo de problema. Dada a importância e magnitude deste assunto, qualquer esforço que venha a contribuir para uma melhoria do planejamento do setor elétrico, traz benefícios significativos, o que corrobora com os propósitos desta tese, que busca em primeiro lugar, propor soluções técnicas viáveis e econômicas para o problema de otimização da geração de energia elétrica, e em segundo lugar, apresentar uma solução para este tipo de problema, com uma abordagem inovadora, provida de um potencial significativo para aplicação em muitos outros tipos de problemas similares. / Electrical power could be considered as one of the economy propulsion vector of a country, assuming extremely important and strategic role because it makes direct influence to the production capacity. The expansion of electrical energy production could not only be done in a short time because constructions in this area take many years and could require more then a decade depending on the magnitude of them. The national power generation group is constituted mainly by hydro power plants complemented by thermal power plants which use several kinds of fuel which generation cost is high, if compared to hydro power generation, and should be minimized. It is a complex planning issue to supply the future power demand which basically depends on the analysis of two compoundable scenarios: the first one refers to the forecast of future economy growing and in this case, unless unpredicted issues occur such as the recent high economy growing experimented by China, the future demand does not show any surprise and is easy to predict; the second one, has inside the uncertainty because the hydro plants productions depends on the water quantity of rivers which depends on the past and current rainfall regimen. The quantity of rainfall is a stochastic data and follows the rules of probability and this drives to the study of cases and its deployments which are numerous causing difficulties to forecast the future. The planning of the electrical area has to examine the future demand and provide the necessary power generation equipment assuming a certain risk. To have it done, simulation models are used to predict the future, combining the two scenarios cited before, and viewing the results promoted by decision took in a step before. The difficult of this task is caused by the big amount of future alternatives provided by the combinatorial phenomena which require, to process the model, a computer with high processing capacity and specialized and specific methods that can resolve this king of problem. Because of the importance and magnitude of this issue, every effort which contributes to the improvement of power planning is welcome and this corroborates with this thesis which has an objective to propose technical, viable and economic solutions to solve the optimization problems with a new approach and has potential to be applied in many others kind of similar problems.