Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe_F_Klajn.pdf: 2683541 bytes, checksum: 0af15ef4ad0f8ff5cdbd67bc79b87c2b (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for alternatives to reduce diesel within the national energy matrix, particularly within the transport sector, has been studied and carried out in a gradual manner with partial insertions of biodiesel to diesel. This binary mixture, however, can be improved by the addition of ethyl alcohol (ethanol), which contain oxygen atoms in its structure and may be able to promote more efficient burning and to reduce exhaust emissions, both sulfur and non-sulfur. This work aimed to evaluate the energy performance of an engine-generator set working with diesel-biodiesel blends and diesel-biodiesel-ethanol, compared with the diesel type "A", i.e, diesel without the addition of biodiesel, as well as physicochemical characteristics of each treatment. The diesel-biodiesel mixtures were based on the currently marketed formulation (B7) and projections provided by the Senate Bill 613/2015 and Resolution No. 3/2015 CNPE for captive consumers or road fleets, ie, B10, B15 and B20. Each binary mixture this has undergone additions of anhydrous ethanol (99.6% p / p) to 1%, 5%, 10% and 15%. The treatments were subjected to 5 resistive loads of 1, 2, 3, 4 and 5 kW in triplicate. The set of data collected, analyzed the density, viscosity, calorific value, specific consumption (CE), energy efficiency (EE) and SO2 emissions. The density and viscosity of the mixtures were close to the diesel and within the specifications of the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP). The calorific value decreased as the biofuel incorporated into the diesel grew. The best specific fuel consumption was observed in absolute terms at a load of 5 kW for B15E1 with 327.1 g kW-1 h-1followed by B10E1 (330.1 g kW-1 h-1) and diesel (g kW-1 h-1). The ternary mixture composed by adding 1% ethanol did not differ statistically from diesel-biodiesel blends for all applied loads. The greatest EE of 27.15% was observed at the load of 4 kW, to B10E15 mixture. The B15E1 mixtures, B20E1 and B20E0 were more efficient than diesel for all applied loads. The lowest emission of SO2 was 5 kW for the load B10E0 with 397.66 ppm, while the highest was in load of 1 kW for B15E15 with 3391.67 ppm. / A busca de alternativas para a diminuição do uso de diesel dentro da matriz energética nacional, principalmente dentro do setor de transportes, tem sido estudada e realizada de modo gradativo com inserções parciais de biodiesel ao diesel. Esta mistura binária, entretanto, pode ser melhorada com a adição de álcool etílico (etanol), que por conter átomos de oxigênio em sua estrutura pode ser capaz de promover uma queima mais eficiente e reduzir as emissões gasosas, tanto sulfuradas quanto não sulfuradas. Assim, este trabalho buscou avaliar o desempenho energético de um conjunto motor-gerador trabalhando com misturas diesel-biodiesel e diesel-biodiesel-etanol, comparando com o diesel tipo A , isto é, diesel sem a adição de biodiesel, bem como características físico-químicas de cada tratamento. As misturas diesel-biodiesel tiveram como base a formulação atualmente comercializada (B7) e projeções previstas pelo Projeto de Lei do Senado 613/2015 e Resolução CNPE nº 3/2015 para frotas cativas ou consumidores rodoviários, isto é, B10, B15 e B20. Cada mistura binária desta sofreu adições de etanol anidro (99,6% p/p) a 1%, 5%, 10% e 15%. Os tratamentos foram submetidos a 5 cargas resistivas de 1, 2, 3, 4 e 5 kW, em triplicata. Do conjunto de dados colhidos, foram analisados a densidade, viscosidade, poder calorífico superior e inferior, consumo específico (CE), eficiência energética (EE) e as emissões de SO2. A densidade e viscosidade das misturas ficaram próximas ao diesel e dentro das especificações da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). O poder calorífico inferior diminuiu a medida que o teor de biocombustíveis incorporados ao diesel cresceu. O melhor consumo específico em termos absolutos foi verificado na carga de 5 kW, para B15E1, com 327,1 g kW-1 h-1 seguido de B10E1 (330,1 g kW-1 h-1) e do diesel (334,7 g kW-1 h-1). As misturas ternárias compostas pela adição de 1% de etanol não diferiram estatisticamente das misturas diesel-biodiesel para todas as cargas aplicadas. A maior EE verificada foi de 27,15%, na carga de 4 kW, para a mistura B10E15. As misturas B15E1, B20E1 e B20E0 foram mais eficientes que o diesel para todas as cargas aplicadas. A menor emissão de SO2 foi verificada na carga de 5 kW para a mistura B10E0, com 397,66 ppm, enquanto a maior foi na carga de 1 kW, para B15E15, com 3391,67 ppm.

Made available in DSpace on 2017-07-10T16:41:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert Matheus Albano.pdf: 3597659 bytes, checksum: 7090061e73fc33981468aa62be2a4560 (MD5) Previous issue date: 2016-10-26 / The Incentivized Generator (IG) is a small agent that acts on the retail segment of the Electricity Market (EM) in Brazil. It receives incentives, as discounts on wire rates, when negotiates its energy either directly with special costumers or indirectly through a retail trader. The dynamic behavior of this agent on the complex EM results in an extremely uncertain environment for itself, hindering the growth of the retail market. Thus, the purpose of the study is to identify, characterize and describe the forms of GI relationship, putting them in the form of a business model, showing how you can create, provide and receive value of the medium. For the development of the business model, we propose the use of methodologies Busmod and Business Model Generation, the first by the great relationship with the proposed objective and the second by most of the application. The interrelations of the generator encouraged with other agents as well as the value changes and the uncertainties associated with the commercialization process are identified from a systemic approach to generator operation encouraged the ACL. These relationships are classified into three broad groups, physical, financial and institutional relationships. The analysis was segmented to consider the period of study and of implantation and operation. In this way it is possible to clearly understand the marketing process and the environment in which the GI is inserted, as well as the characteristics necessary for the elaboration of business models. / O Gerador Incentivado (GI) é um agente de pequeno porte que atua no segmento varejista do Mercado de Energia Elétrica (MEE) do Brasil. O mesmo recebe incentivo, na forma de descontos nas tarifas de fio, ao negociar sua energia diretamente com os consumidores especiais ou através de uma comercializadora. A dinâmica que envolve o complexo MEE resulta em um ambiente extremamente incerto para a atuação desse agente, dificultando o crescimento do mercado varejista. Assim, o propósito do trabalho é identificar, caracterizar e descrever as formas de relacionamento do GI, colocando-as na forma de um modelo de negócio, mostrando de que forma é possível criar, fornecer e receber valor do meio. Para a elaboração do modelo de negócio, é proposta a utilização das metodologias Busmod e Business Model Generation. As inter-relações do gerador incentivado com os demais agentes, assim como as trocas de valor e as incertezas associadas ao processo de comercialização, são identificadas a partir de uma abordagem sistêmica da atuação do gerador incentivado no ACL. Essas relações são classificadas em três grandes grupos, relações físicas, financeiras e institucionais. A análise foi segmentada para considerar o período de estudo e de implantação e operação. Desse modo é possível compreender de forma clara o processo de comercialização e o ambiente no qual está inserido o GI, assim como as características necessárias para a elaboração de modelos de negócio.

The simplified models of synchronous generators, widely used in stability studies of large electric power systems, are not completely suitable for the stability analysis and the design of controllers of distributed synchronous generators, generally connected to typically unbalanced branches. To more accurately analyze the systems with distributed generation, it is necessary to utilize synchronous generator models that consider frequency variation in their electrical equations. Furthermore, this model must represent possible unbalanced three-phase voltages at the generator terminals as well. Nonetheless, to provide reliable responses, the parameters of this more detailed model should be known. Thus, this work assesses the influence of the parameters on the responses of a detailed synchronous generator model, suitable to depict unbalanced operating conditions, and proposes an approach for the estimation of its most important parameters. In the proposed structure, we first employ Trajectory Sensitivity Functions to evaluate the dependency of the responses of this model with respect to its parameters and, from that, we rank them according to their importance. Subsequently, we apply an estimation process that utilizes the Unscented Kalman Filter with the aid of a genetic algorithm to estimate the main parameters of this synchronous generator model under unbalanced operating conditions. To obtain the results and, therefore, assess the proposed estimation approach, we make use of a system which comprises a synchronous generator connected to a three-phase unbalanced load. In addition to the unbalanced operation of the test system, we also consider noises due to the constant load switching, typical of distribution systems. The estimations performed for three operating conditions of the generator were very satisfactory, which demonstrates the efficiency of the proposed approach to obtain adequate models for the description of synchronous generator operation under unbalanced operating conditions. / Os modelos simplificados de geradores síncronos, amplamente utilizados em estudos de estabilidade de grandes sistemas elétricos de potência, não são completamente adequados para a análise de estabilidade e projetos de controladores dos geradores síncronos distribuídos, geralmente conectados a sistemas tipicamente desequilibrados. Para que os sistemas com geração distribuída possam ser analisados mais fidedignamente, é necessária a utilização de um modelo de gerador síncrono que considere a variação de frequência em suas equações elétricas. Além disso, esse modelo também deve ser capaz de representar possíveis tensões trifásicas desequilibradas nos terminais do gerador. Entretanto, para que esse modelo mais detalhado possa fornecer respostas coerentes com a realidade, deve-se conhecer seus parâmetros. Dessa forma, este trabalho avalia a influência dos parâmetros nas respostas de um modelo de gerador síncrono mais detalhado, adequado para representar operações desbalanceadas, e propõe uma abordagem para a estimação de seus parâmetros mais importantes. Nessa estrutura, inicialmente empregam-se as Funções de Sensibilidade de Trajetória para avaliar a dependência das respostas desse modelo em relação aos seus parâmetros e, a partir disso, ordená-los conforme sua importância. Em seguida, aplica-se um processo de estimação que utiliza o Filtro de Kalman Unscented com o auxílio de um algoritmo genético para estimar os principais parâmetros desse modelo de gerador síncrono em condições de desbalanço. Para a obtenção dos resultados e consequente avaliação da abordagem de estimação proposta, utiliza-se um sistema composto por um gerador síncrono conectado a uma carga trifásica desbalanceada. Além da operação desbalanceada desse sistema teste, também são considerados ruídos devidos ao constante chaveamento de cargas, típicos de sistemas de distribuição. As estimações realizadas para três condições de operação do gerador foram bem satisfatórias, indicando a eficiência da abordagem proposta na obtenção de modelos adequados para descrever a operação de geradores síncronos em condições de desbalanço.

In the last few decades, augmentation of heat transfer has emerged as an important research topic. Although many promising heat transfer enhancement techniques have been proposed, such as the use of longitudinal vortex generators, few researches deal with thermal optimization. In the present work, it was conducted an optimization of delta winglet vortex generators position and angles in a fin-tube compact heat exchanger with two rows of tubes in staggered tube arrangement. Two approaches were evaluated: Response Surface Methodology (Neural Networking) and Direct Optimization. Finite-Volume based commercial software (Fluent) was used to analyze heat transfer, flow structure and pressure loss in the presence of longitudinal vortex generators (LVG). The delta winglet aspect ratio was 2 and the Reynolds numbers, based on fin pitch, were 250 and 1400. Four vortex generator parameters which impact heat exchanger performance were analyzed: LVG position in direction x-y, attack angle (θ) and roll angle (ᵩ). The present work is the first to study the influence of LVG roll angle on heat transfer enhancement. In total, eight independent LVG parameters were considered: (x₁y₁θ₁ᵩ₁) for the first tube and (x₂y₂θ₂ᵩ₂) for the second tube. Factor Analysis method (software ModeFrontier) was used to study of the influence of these LVG parameters in heat exchanger performance. The effect of each LVG parameter on heat transfer and pressure loss, expressed in terms of Colburn factor (j) and Friction factor (f), respectively, were evaluated. The optimized LVG configurations led to heat transfer enhancement rates that are much higher than reported in the literature. Direct Optimization reported better results than Response Surface Methodology for all objective functions. Important interactions were found between VG1 and VG2, which influenced the results of Colburn (j) and Friction (f) factors for each Reynolds number. Particularly, it was found that the asymmetry of the LVG, in which the VG2 parameters strongly depend on the VG1 parameters, plays a key role to enhance heat transfer. Moreover, for each Reynolds number and each objective function, there is an optimal LVG arrangement. If the objective is to mitigate pressure drop, VG1 may be suppressed because its main goal is increasing the heat transfer downstream. On the other hand, VG2 was relevant for both increase the heat transfer and decrease the pressure drop. Roll angle had a strong influence on Friction factor (f), especially for VG1 and low Reynolds number. / Por muitos anos, a intensificação da transferência de calor tem despontado como um importante tópico de pesquisa. Embora existam muitas técnicas eficazes de intensificação da transferência de calor, como o uso de geradores de vórtices, poucos trabalhos de pesquisa lidam com a otimização. Neste trabalho, foi realizada a otimização das posições e ângulos dos geradores de vórtice longitudinal (LVG) tipo meia asa delta, considerando um trocador de calor tubo-aleta compacto com duas linhas de tubos desalinhados. Duas abordagens foram empregadas: Método da Superfície de Resposta (Neural Networking) e Otimização Direta. Um software comercial (Fluent), baseado na metodologia de volumes finitos, foi empregado na análise numérica da transferência de calor, estruturas vorticais e perda de pressão no escoamento, na presença de LVG. A razão de aspecto dos geradores de vórtice foi 2 e o número de Reynolds, baseado na distância entre as aletas, foram de 250 e 1400. Foram analisados quatro parâmetros dos LVG, os quais impactam na performance do trocador de calor: a posição do LVG na direção x-y, o ângulo de ataque (θ) e o ângulo de rolamento (ᵩ). O ângulo de rolamento foi primeiramente estudado neste trabalho. No total, oito parâmetros independentes do LVG foram considerados: (x₁y₁θ₁ᵩ₁) para o primeiro tubo e (x₂y₂θ₂ᵩ₂) para o segundo tubo. O método da Análise Fatorial (software ModeFrontier) foi aplicado no estudo da influência destes parâmetros dos LVG na performance do trocador de calor. Também foi avaliado o efeito de cada um destes parâmetros na transferência de calor e perda de pressão do escoamento, expressos em termos do fator de Colburn (j) e do fator de Atrito (f), respectivamente. As configurações otimizadas dos LVG, conduziram à taxas de transferência de calor maiores do que aquelas reportadas pela literatura. A Otimização Direta mostrou resultados melhores do que através da metodologia de Superfície de Resposta para todas as funções objetivas avaliadas neste trabalho. Importantes interações foram identificadas entre VG1 e VG2, os quais influenciaram nos resultados dos fatores de Colburn (j) e Atrito (f) para cada número de Reynolds. Particularmente, foi identificado que a assimetria dos LVG desempenha um papel fundamental na intensificação da transferência de calor, onde os parâmetros de VG2 dependem fortemente dos parâmetros de VG1. Além disso, para cada número de Reynolds e para cada função objetivo, existe uma configuração ótima dos parâmetros do LVG. Se o objetivo é a redução da perda de pressão global, VG1 poderia ser suprimido da modelagem, pois a sua principal função é aumentar a transferência de calor ao longo da aleta. Por outro lado, VG2 foi relevante tanto para aumentar a transferência de calor quanto para diminuir a perda de pressão. O ângulo de rolamento teve grande influência sobre o resultado do fator de Atrito (f), especialmente para VG1 e para baixo número de Reynolds.

A participação da energia eólica na matriz energética brasileira tem aumentado significativamente nos últimos três anos, dada a contratação da fonte em leilões organizados pelo governo, que contabilizaram cerca de 7,0 GW contratados no final de 2012. No entanto, frente às vantagens como fonte renovável, a geração eólica possui desvantagens como fonte regular de energia devido à sazonalidade e dependência do regime de ventos. Assim, considerando o cenário de contratação da fonte via leilões, foi desenvolvido um modelo que, integrando cenários para a geração observada no parque eólico (associando as incertezas de geração) e para os preços do mercado de energia elétrica (associando a alta volatilidade dos preços), submetidos às regras de contratação pactuadas, avalia os riscos na comercialização da energia gerada por um parque eólico nos quais, o agente gerador está exposto. Tendo sido o modelo aplicado para dois parques eólicos reais no âmbito dos Leilões de Energia Nova (tipo A-3) e Leilões de Energia de Reserva, verificou- se que no Brasil o esquema de contratação de energia eólica considera a produção média ao longo dos anos, permitindo reajustes e compensações, notadamente nos leilões para a contratação de Energia de Reserva para todo o sistema brasileiro. Considerando a busca pela máxima rentabilidade associada ao menor risco, o agente gerador foi indicado a comercializar valores muito próximos ao total da energia garantida pela geração dos parques registrada nos leilões. Em termos de riscos, a variação é mais acentuada no Leilão A-3, no qual se constatou a exposição do gerador aos preços de mercado na liquidação das receitas. Tendo sido avaliados também cenários de venda da energia gerada pelo parque eólico no Ambiente de Contratação Livre, constatou-se que nesse, o risco de comercialização é assumido integralmente pelo agente gerador, cujos ganhos e perdas são valorados aos preços do mercado de curto prazo e ainda, na negociação há a dificuldade de obtenção de mecanismos de proteção (hedge) para gerenciar adequadamente as incertezas sobre a geração. Comparando com o cenário dos leilões no qual, além das regras pactuadas evidenciarem mecanismos claros de mitigação de riscos, importante parcela do risco é assumida pelas distribuidoras, que possuem o direito de repassar à tarifa do consumidor final as suas perdas. / The participation of wind energy in the Brazilian electric matrix has risen significantly over the past three years due to the purchase of the source in auctions held by the federal government, accounting for about 7 GW by the end of 2012. However, in spite of the advantages of being a renewable source, wind generation has disadvantages as a regular energy source due to its seasonality and dependence on wind regime. Thus, considering the purchase scenario of the this source in the auctions, a model that integrates the scenarios for the generation observed in the wind farm (associating generation uncertainties) and scenario for the prices of the electric power market (associating the high volatility of the prices), submitted to the established purchase agreements, assess the risks in trading the energy generated by a wind farm, where the generating agent is exposed. Having applied this model to two real wind farms comprising New Energy Auctions (A-3 type) and Reserve Energy Actions, it was possible to observe that in Brazil the wind energy purchase arrangement considers the average production along the years, allowing adjustments and compensations, mainly in the auctions aiming at the purchase of Reserve Energy for the entire Brazilian system. Considering the search for the maximum profitability associated to the smallest risk, the generating agent was advised to trade values that are very close to the total amount of energy guaranteed by the generation of the farms that was registered in the auctions. In terms of risks, the variation is sharper in A-3 Auctions, where it was possible to observe the exposure of the generator to the market prices at the liquidation of the incomes. Also, having assessed the sales scenarios of the energy generated the wind farms in the Free Market, it was observed that here, the risk of trade is completely taken by the generating agents, whose gains and losses are equivalent to the prices of the short term market. Also, it is difficult to find protection mechanisms, hedge, to properly manage the uncertainties of the generation. Comparing to the auction scenario, where, besides the established show clear mechanisms to mitigate the risks, an important part of the risk is taken by the distributors, which have the right to compensate their losses in the tariffs paid by the end-consumers.

No contexto do sistema tributário nacional, a tributação da renda obriga o legislador não apenas a obedecer aos princípios abrigados sob o manto da Constituição Federal, mas também ao atendimento dos valores impregnados na sociedade, de forma que seus trabalhos sejam orientados por meio da ponderação de prioridades. O princípio da praticabilidade é tomado neste estudo como a pedra de toque no debate sobre a validade da incidência do Imposto de Renda na Fonte. A praticabilidade, elevada ao grau de princípio, é confrontada com outros princípios constitucionais, em especial com a capacidade contributiva, a vedação ao confisco, o mínimo existencial e a segurança jurídica. Focado nos aspectos material, temporal e quantitativo da regra matriz do Imposto Sobre a Renda, o presente estudo procura identificar os regimes jurídicos aplicáveis a cada uma das situações onde este imposto incide, de forma antecipada e isolada, por meio do conceito da retenção na fonte, com a transferência da responsabilidade por seu pagamento para a fonte pagadora. O tema é examinado sob a ótica do Imposto de Renda na Fonte, sobretudo no tocante às pessoas físicas, onde surge um campo maior de questionamentos. A presente abordagem percorre, primeiro, o campo específico do Imposto sobre a Renda e, em um segundo momento, descortina o aspecto subjetivo deste imposto. Na primeira parte, amparados pela Constituição Federal e pela legislação infraconstitucional, busca-se a identificação do conceito de renda e dos principais aspectos de seu fato gerador, com ênfase na disponibilidade ou realização dessa renda e na aquisição de um acréscimo patrimonial. A relevância do aspecto temporal se dá no confronto com as regras de retenção do imposto na fonte, na medida em que determina que o pagamento do imposto seja realizado de forma antecipada e isolada dos demais rendimentos. Na segunda parte, o foco é direcionado para a responsabilidade tributária, com a discussão acerca da classificação dos possíveis sujeitos passivos indiretos, com ênfase nas figuras do substituto tributário e do agente de retenção e a relação com o contribuinte, ora excluindo sua responsabilidade ora a mantendo, de forma supletiva. Ao final, além de propor regras gerais aplicáveis a cada um dos dois regimes jurídicos próprios do Imposto de Renda na Fonte, são analisados casos práticos que revelam características daqueles dois regimes. / In the context of the Brazilian tax system, taxation of income demands the legislator not only to obey the principles sheltered under the mantle of the Federal Constitution, but also to meet the values imbued within the society, so that his activities shall be guided by means of consideration of priorities. The Principle of Praticability in this study is taken as the touchstone in the debate on the validity of the applicability of the withholding tax. Praticability, raised at a principle level, is considered before other constitutional principles, specially the ability to pay, the prohibition of confiscation, the minimum existence and legal certainty, Focusing on the material, temporal and quantitative aspects of the rulearray of the income tax, the present study aims to identify the legal regimes applicable to each of the situations where said tax is levied, in advance and isolated through the so called source concept, with the transfer of the tax liability to the source payer. The issue is examined before the perspective of the withholding tax, especially with regard to the individuals, where it seems to appear a larger field of challenges. This approach runs, firstly, the specific field of the income tax and, secondly, reveals the subjective aspect of such tax. In the first part, supported by the Federal Constitution and by the infraconstitutional law, seeks to identify the concept of income and the main aspects of its taxable event, with emphasis on the availability or realization of said income and the acquisition of an equity increase. The relevance of the temporal aspect operates when confronting with the rules of the withholding tax, as this determines that the payment must be realized in advance and isolated from other income. In the second part, the focus is driven to the tax liability, through the discussion on the classification of the possible indirect taxpayers, with emphasis to the figures of the Tax Substitution and the withholding agent and the relationship with the taxpayer, sometimes excluding his tax liability and sometime keeping his tax liability, in a supplementary manner. At the end, besides in proposing general rules applicable to each of the two legal regimes of the Withholding Tax, there is the examination of case studies which reveals characteristics from both regimes.

Esta tese de doutorado propõe um controlador preditivo robusto tipo finite control set aplicado ao controle das potências do gerador de indução duplamente alimentado. Desta forma, a proposta possui dois membros do vetor tensão predita do rotor, sendo que o primeiro termo calcula a tensão considerando as referências de corrente do rotor e o segundo é projetado considerando os erros devido à estimação dos parâmetros da máquina. Os referidos erros devido a variações de parâmetros são modelados como alterações na corrente do rotor. O vetor de tensão a ser fornecido ao rotor da máquina é selecionado através da minimização de uma função custo. Os resultados obtidos na simulação computacional e em bancada experimental confirmam o desempenho do controlador proposto. / This Ph.D. thesis proposes a robust predictive controller type finite control set applied to control of the powers at doubly fed induction generator. In this way, the proposal has two members of the predicted voltage vector of the rotor, the first term calculating the voltage considering the rotor references current and the second one is projected considering the errors due to the estimation of the machine parameters. The errors due to variations parameter are modeled as changes in the rotor current. The voltage vector to be supplied to the machine rotor is selected by minimizing a cost function. The results obtained in the computational simulation and experimental bench confirm the performance of the proposed controller.

O objetivo do trabalho é apresentar o funcionamento de um gerador a relutância chaveado monofásico. Para isso, foi desenvolvido um modelo computacional em ambiente Matlab Simulink, fazendo-se a comunicação entre diferentes partes do sistema. O comportamento da dinâmica de geração é apresentado para diferentes pontos do sistema, e testes experimentais realizados em um pequeno protótipo confirmam as características funcionais desta máquina. Ensaios realizados comprovam sua funcionalidade e simplicidade de operação, tendo estabilidade de geração para ampla faixa de velocidade de funcionamento, caracterizando uma máquina promissora, robusta e eficiente para aplicações especiais. / This work presents a single-phase switched reluctance machine operating as a generator. For that purpose, a computational model was developed in Matlab Simulink environment, wherein all the system components, such as voltage source, drive and machine model, and load were integrated. The current and voltage behavior for several points of operations are presented. Furthermore, experimental tests were also carried out in a simple prototype to validate its functionality and simplicity of operation, providing a stable power generation over a wide range of speed. The results showed that the single-phase switched reluctance generator can be robust, efficient, and promising for especial applications.

A captação de energia eólica tem sido alvo de estudos em todo o mundo nas últimas décadas devido aos incentivos pela busca por geração de energia por meio de fontes alternativas. A configuração mais utilizada atualmente são as turbinas de três pás com eixo horizontal, upwind, operando com velocidade variável com limitação de potência por variação de passo, e utilizando o gerador de indução de dupla alimentação. A operação em velocidade variável com atuação no ângulo de passo permite a máxima captação de energia para as diferentes velocidades de vento, enquanto evita que a turbina ultrapasse o seu valor nominal de potência. O uso de conversores permite o controle das correntes do rotor, variando sua velocidade, e o controle da potência reativa de estator, e a montagem do tipo back-to-back permite que o fluxo de energia do rotor flua para a rede ou da rede. A modelagem matemática do sistema foi toda referenciada no referencial síncrono com notação vetorial e orientação de fluxo de rede, simplificando os modelos matemáticos. Para a montagem dos controladores foi utilizado o método de Controle de Modelo Interno e de Resistência Ativa. A montagem de todo o sistema para simulação foi realizada no Matlab/Simulink, e seu desenvolvimento é mostrado no decorrer do trabalho. Este trabalho analisa o fluxo de energia do sistema, desde a energia captada pelo vento até a energia entregue à rede. Para isso, são feitas análise dos fluxos das potências ativa e reativa do sistema, para fator de potência unitário, indutivo e capacitivo e para os mais recorrentes comportamentos do vento. Também são feitas análises a respeito dos regimes de operação do sistema, definidos a partir da relação entre os fluxos de potência, concluindo que a máquina poderá operar como gerador ou motor, devido principalmente à intensidade da variação do vento. / The use of wind energy has been the subject of studies around the world in recent decades due to the incentives to search for power generation through alternative sources. The most widely used configuration has been the three blades with horizontal axis and upwind turbine, operating in variable speed with power limitation by varying the pitch angle, and using the doubly fed induction generator configuration. The variable speed operation with power limitation enable for maximum energy harvesting for different wind speeds and prevents the turbine exceeds its nominal power. The use of converters allows for control of the rotor currents, varying the speed, and stator reactive power, and assembling type back-to-back allows for the rotor energy flux to flow into and out of the grid. Mathematical modeling of the whole system was referenced in the synchronous reference frame with vector notation and oriented by the grid flux, simplifying the mathematical models. For installation of the drivers, were used the Internal Model Control and Active Damping methods. The assembly of the entire system for simulation was conducted on Matlab / Simulink, and its step to step is shown in this work. This study analyzes the energy flow of the system, from the energy harvest from de wind to the energy delivered to the grid. To reach this, flow analysis of active and reactive power of the system is done, using unity, inductive and capacitive power factor, for the most recurrent wind behaviors. Analysis are made about the operation regimes of the system, defined as the relationship between the power flows, concluding that the machine can operate as a generator or motor, mainly due to the variation of the wind intensity.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaniloSP_DISSERT.pdf: 1541140 bytes, checksum: a3ab0c19a32a7eaf392690513de9a9a5 (MD5) Previous issue date: 2015-07-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study is to evaluate different strategies for adaptive control in order to contribute to better performance controllers with synchronous generators with uncertainties of the parameters or disturbances. The permanent magnet synchronous generators are growing in the market for wind power generation, this being the necessary motivation for choosing this plant. A study and analysis of subsystems of wind energy conversion are performed, and the model of the wind turbine, the mechanical transmission system and synchronous generator are described. The project strategy with conventional control is performed and will be the target of comparison for the implemented adaptive control strategies / O objetivo deste trabalho é avaliar diferentes estratégias de controle adaptativo a fim de contribuir para a melhoria do desempenho de controladores de geradores síncronos com incertezas dos parâmetros ou perturbações. Os geradores síncronos de ímã permanente estão crescendo rapidamente no mercado de geração de energia eólica, sendo a motivação necessária para a escolha desta planta. Um estudo e análise dos subsistemas de conversão de energia eólica são realizados, sendo descrito o modelo da turbina eólica, do sistema de transmissão mecânico e do gerador síncrono. O projeto com estratégia de controle convencional é abordado e será alvo de comparação para as estratégias de controle adaptativo implementadas