Made available in DSpace on 2016-04-26T20:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caio Cesar Nader Quintella.pdf: 696078 bytes, checksum: a44671ba498b295c279a835741074c8e (MD5) Previous issue date: 2014-08-19 / Complementary Law No. 104/2001 inserted the sole paragraph to Article 116 of the National Tax Code. Since such a provision was inserted in Chapter III of the Tax Codex, which deals with the triggering event and, specifically, in Article 116, for the regulation of the time of its occurrence, we would be facing a general rule that would affect the observation of occurrence of such a legal phenomenon. Given this legislative innovation of general application in the legal and tax relations, initially we analyze the interaction with the other elements that make up the national legal system, and verify its formal and material adequacy. Particularly given the immense thematic relevance of the topic and its regency in Tax Law as subsystem, we analyze the Principle of Legality, its scope and developments, to foster the engagement of provisions and effects brought with the insertion of the sole paragraph to Article 116 of the National Tax Code. Also, by the very result of such an analysis, we started to check the content, scope and consequences of the principle of legal certainty, which has an unquestionably great level abstraction and penetration into the national legal system in order to confront its corollary and impositions with the legal content and consequences of the instrument under investigation. Likewise, we address the institutes and subjects related to the central object of study, giving a greater depth to reflect on their compliance with the principles analyzed and on other general rules governing the Tax Law in Brazil. At the end, before all observations made on the subject, we promote the proper completion of the study / A Lei Complementar nº 104/2001 acrescentou ao artigo 116 do Código Tributário Nacional o seu parágrafo único. Posto que tal dispositivo foi inserido no Capítulo III do Codex tributário, que trata da ocorrência do fato gerador e, especificamente, no seu artigo 116, destinado à regulamentação do momento da sua ocorrência, estaríamos diante de uma norma geral que afetaria a constatação de ocorrência de tal fenômeno jurídico. Diante dessa inovação legislativa de alcance geral nas relações jurídico-tributárias, inicialmente analisa-se a sua interação com os demais elementos que compõem o sistema jurídico nacional, verificando sua adequação, formal e material. Particularmente, em face da imensa pertinência temática ao tema e à sua regência na seara do Direito Tributário como subsistema, analisa-se o Princípio da Legalidade, seu alcance e desdobramentos, para promover o confronto das prescrições e dos efeitos trazidos com a inserção do parágrafo único ao artigo 116 do Código Tributário Nacional. Igualmente, por decorrência da própria análise de tal instituto axiológico, passa-se a verificar o conteúdo, o alcance e os desdobramentos do Princípio da Segurança Jurídica, o qual inquestionavelmente possui grande abstração e penetração no sistema jurídico nacional, a fim de confrontar seu corolário e imposições com o conteúdo e os reflexos jurídicos do dispositivo sob investigação. Da mesma forma, abordam-se institutos e temas correlacionados ao objeto central de estudo, conferindo um maior aprofundamento à reflexão sobre a sua adequação aos princípios analisados e às demais normas gerais que regem o Direito Tributário no Brasil. Ao final, diante de todas constatações obtidas sobre tema proposto, promove-se a devida conclusão do estudo

Submitted by Maria Bernadete Dos Santos (mariabpds@id.uff.br) on 2017-09-25T18:50:45Z No. of bitstreams: 4 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Sérgia.pdf: 1609418 bytes, checksum: b0d577471dcfb33a1b6e2c9461f427f6 (MD5) 1.Principal_SequenciaDidática.pdf: 221495 bytes, checksum: 882f0290d734a2fcde09f8c54d50cc5a (MD5) 2.Apresentação QualidadedoAR_RJ.pptx: 7377713 bytes, checksum: 71d9bf56826b7d742cd8df0930b29a7f (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca Central do Valonguinho Biblioteca Central do Valonguinho (bcv@ndc.uff.br) on 2017-10-03T16:22:50Z (GMT) No. of bitstreams: 4 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Sérgia.pdf: 1609418 bytes, checksum: b0d577471dcfb33a1b6e2c9461f427f6 (MD5) 1.Principal_SequenciaDidática.pdf: 221495 bytes, checksum: 882f0290d734a2fcde09f8c54d50cc5a (MD5) 2.Apresentação QualidadedoAR_RJ.pptx: 7377713 bytes, checksum: 71d9bf56826b7d742cd8df0930b29a7f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T16:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 4 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Sérgia.pdf: 1609418 bytes, checksum: b0d577471dcfb33a1b6e2c9461f427f6 (MD5) 1.Principal_SequenciaDidática.pdf: 221495 bytes, checksum: 882f0290d734a2fcde09f8c54d50cc5a (MD5) 2.Apresentação QualidadedoAR_RJ.pptx: 7377713 bytes, checksum: 71d9bf56826b7d742cd8df0930b29a7f (MD5) / As dificuldades vivenciadas no ensino de química, em especial na educação de jovens e adultos, juntamente com o cenário de crise socioambiental contemporâneo são discutidos neste trabalho, que tem por objetivo analisar uma proposta de ensino de química que visa contribuir para a aproximação entre conhecimento científico e a realidade dos educandos na EJA, a partir da inserção da temática ambiental, tendo a qualidade do ar do entorno escolar como tema gerador. Para o desenvolvimento desta proposta fizemos uso de metodologia participativa, a qual foi realizada com uma turma da EJA, numa escola localizada na região metropolitana do Rio de Janeiro e se constitui numa sequência didática, composta de três etapas: a problematização da realidade, promovida pela reflexão acerca da poluição atmosférica na região metropolitana do Rio de Janeiro; a construção dos conhecimentos científicos a partir dos óxidos presentes na poluição do ar e, na última etapa, retornamos a reflexão acerca da problemática ambiental promovendo a articulação entre os conhecimentos científicos construídos e a realidade vivenciada a partir dos índices da qualidade do ar coletados. Para análise dos dados buscamos uma aproximação da análise do discurso bakhtiniana, a partir da qual foi possível observar a apreensão dos conhecimentos a partir da incorporação e renovação do gênero, do ponto de vista da temática ambiental e dos conhecimentos científicos. No entanto, os resultados também apontam para a participação como uma categoria de análise haja vista a importância para a construção dos conhecimentos. Assim, foi possível concluir que a articulação entre a temática ambiental qualidade do ar e os conhecimentos científicos contribuíram para a superação dos obstáculos na prática do ensino de química, destacando-se como fundamental para esta articulação a mediação realizada no sentido de viabilizar a interação e as reflexões que levaram a ampliação dos conhecimentos. Entretanto, consideramos, ainda, a necessidade de reflexão contínua sobre a prática docente, especialmente nesta modalidade de ensino. / The difficulties experienced in chemistry teaching, especially in the education of youth and adults, along with the contemporary socio-environmental crisis scenario are discussed in this work, which aims to analyze a chemistry teaching proposal to contribute to the rapprochement between scientific knowledge and the reality of students in adult education from the integration of environmental issues, and the air quality of the school environment as a theme generator. To develop this proposal we made use of participatory methodology, which was performed with a group of adult education in a school located in the metropolitan area of Rio de Janeiro and is a didactic sequence, composed of three steps: the questioning of reality promoted by the reflection on the air pollution in the metropolitan area of Rio de Janeiro; the construction of scientific knowledge from the oxides present in air pollution and, in the last step, we return to reflection on environmental issues by promoting links between the built scientific knowledge and the reality experienced from the air quality indices collected. For data analysis we seek an approximation of Bakhtin's discourse analysis, from which we could see the apprehension of knowledge from the development and renewal of the genre, from the point of view of environmental issues and scientific knowledge. However, the results also point to the participation as a category of analysis in view of the importance for the construction of knowledge. Thus, it was concluded that the link between environmental issues and air quality scientific knowledge contributed to overcoming the obstacles in the practice of chemistry teaching, highlighting as fundamental to this joint mediation carried out in order to facilitate the interaction and considerations which led the expansion of knowledge. However, we consider also the need for continuous reflection on teaching practice, especially in this type of education.

Considerando condições anormais que o Sistema Elétrico de Potência (SEP) está sujeito, a proteção de seus elementos é um tópico importante. Dentre os equipamentos a serem protegidos, destacam-se os geradores devido a representarem elevado custo de investimento e estarem sujeitos a multas por paradas não programadas. Desta forma, com base em pesquisa bibliográfica, observa-se que não existem estudos abrangentes para a proteção individual de máquinas síncronas aplicadas à geração eólica. Além disso, considerando o contexto das smart grids, a presença de baterias e a possibilidade da operação ilhada podem alterar a dinâmica das situações de falta. Portanto, faz-se necessário um estudo do comportamento dos aerogeradores em situações de falha, sabendo que o esquema de proteção depende do tipo de gerador e da maneira como este está conectado ao SEP. Neste sentido, esta pesquisa propôs incluir uma bateria para operar com um gerador eólico de velocidade variável de forma complementar, suavizando a potência de saída e tornando o sistema de conversão de energia eólica forte o suficiente para operar no modo ilhado. A metodologia estabelece vários tipos de falhas para investigar o comportamento da turbina eólica em tais condições. Para realizar as simulações de falta, foi utilizado um simulador digital de tempo real (RTDS®). Com base nisso, um esquema composto por funções de proteção convencionais foi especificado e testado usando o software MATLAB®. Além disso, simulações em laço fechado foram realizadas com relés comercial e universal. Os resultados obtidos com o esquema proposto são bastante promissores. / Considering abnormal conditions to which the Electric Power System (EPS) may be subjected, the protection of its elements is an important topic. Among the equipments to be protected, the generators are highlighted, because they represent a high investment cost and are subjected to penalties for unscheduled stoppages. Hence, based on literature, it is observed that there are no comprehensive studies and standards for individual protection of Synchronous Generators (SGs) applied to Wind Energy Conversion System (WECS). Furthermore, considering the smart grids context, the presence of batteries and the possibility of island operation may change the dynamic of fault situations. Therefore, it is necessary to study and analyse the behavior of wind turbines in fault situations, knowing that the protection scheme is dependent on the generator type and the way it is connected to the EPS. In order to study these issues, this research proposed to include a battery to operate with a full-variable speed wind generator in a complementary way, smoothing the output power and making the WECS strong enough to operate in the island mode. The methodology establishes several fault types to investigate the wind turbine behavior in such conditions. In order to conduct the fault simulations, a real time digital simulator (RTDS®) was used. Based on this, a scheme composed by conventional protection functions were specified and tested using the MATLAB® software. Furthermore, hardware-in-the-loop simulations were performed with commercial and universal relays. Very good results in favor of the proposed scheme are presented.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-23T21:14:46Z No. of bitstreams: 1 JonathanQueiroz.pdf: 631286 bytes, checksum: 2cab2a7d6e496bf574ddef1f49a77440 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T21:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JonathanQueiroz.pdf: 631286 bytes, checksum: 2cab2a7d6e496bf574ddef1f49a77440 (MD5) Previous issue date: 2016-03-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / The discrete Riccati algebraic equation has played an increasingly important role in optimal control theory and adaptive ltering. For this reason, various techniques have been developed to solve the DARE, for example the approach based on self vectors or approaches related to invariant subspaces [1], which require mathematical rigor and precision. However, these approaches present a number of problems, among them the fact that they can not be implemented in real-time due to its high computational cost to estimate the solution of DARE in many systems, especially systems with higher order three. In order to overcomes this problem, we propose to solve the DARE using as an estimator based on the sum of potential error pairs. The estimator is similar to the Recursive Least Squares (RLS), but with a better performance in terms of convergence speed and estimation accuracy without a signi- cant increase in computational complexity. The estimator is called Recursive Least Non-Squares (RLNS). One other aspect in unraveling the general DARE is to ensure that DARE is numerically well conditioned. To perform the numerical conditioning of DARE, a matrix decomposition technique known as Moore-Penrose inverse or generalized inverse is used. The proposed method is evaluated in a multivariate system 6th order corresponding to the wind generator. The method is evaluated under the numerical stability point of view and speed of convergence. / A equação algébrica Riccati discreta (discrete algebraic Riccati equation (DARE)) tem desempenhado uma papel cada vez mais importante na teoria de controle ótimo. Por esse motivo, varias técnicas tem sido desenvolvidas para solucionar a DARE, por exemplo a abordagem baseada em auto vetores ou ainda abordagens relacionadas a subespaços invariantes, as quais requerem rigor e precisão matemáticas. No entanto, estas abordagens apresentam uma serie de problemas, dentre eles, o fato de não poderem ser implementadas em tempo real devido ao seu alto custo computacional para estimar a solução da DARE em diversos sistemas, sobretudo sistemas com ordem superior a três. Com o intuito de contorna este problema, propomos solucionar a DARE utilizando um estimador baseado na soma das potencias pares do erro. O estimador e similar ao Recursive least squares (RLS), mas com um desempenho melhor em termos de velocidade de convergência e precisão de estimativa, sem aumento significativo da complexidade computacional. O estimador é denominado Recursive Least Non-Squares (RLNS). Um outra aspecto para que possamos solucionar a DARE de forma geral, e garantir que a DARE seja numericamente bem condicionada. Para efetuar o condicionamento numérico da DARE, será utilizada uma técnica de decomposição matricial conhecida como inversa de Moore-Penrose ou inversa generalizada. A metodologia proposta e avaliada em um sistema multivariavel de 6th ordem correspondente ao gerador eólico.

O presente trabalho desenvolve uma topologia de controle para o gerador de indução duplamente alimentado (GIDA) em condições normais e em condições de falta monofásica. O sistema de controle é dividido em três partes principais: sistema de identificação de faltas, controle em condições normais e controle em condições de falta monofásica. A primeira parte, o sistema de identificação (SI) de faltas, é responsável pela seleção da topologia de controle da máquina. O SI é composto por uma combinação entre redes neurais artificiais (RNA) e a Fast Fourier Transform (FFT). As RNA são responsáveis pela identificação do estado atual da rede, se possui falta ou não. Os dados de entrada das RNA são as correntes de linha do estator que passam por um pré-processamento por meio da FFT. Alguns conteúdos harmônicos de saída da FFT irrelevantes no processo de identificação são eliminados por um método similar ao Principal Components Analysis (PCA). A segunda parte do trabalho é o controle em condições normais, sendo ativado quando o SI aponta a ausência de faltas. A topologia de controle vetorial é utilizada nesta condição para manter a tensão e frequência constante com a velocidade mecânica do eixo variável. A última parte do trabalho é o controle em condições adversas, que é ativado quando o SI detecta uma falta monofásica. A topologia de controle nesta condição utiliza as transformações ortogonais para reduzir o fluxo concatenado no enrolamento do estator com falta. A utilização deste novo controle reduz a corrente do estator quando comparado com o controle vetorial em condições de falta, sendo que a tensão do estator nas fases sem falta é mantida dentro de uma faixa de operação. O trabalho possui resultados de simulação das três principais partes do sistema de controle. Primeiramente, resultados do controle vetorial de tensão e frequência do GIDA sob condições de velocidade do eixo variável e cortes de carga são apresentados. Logo após, apresenta-se os resultados do SI na identificação de faltas monofásicas na fase B e o seu comportamento sob condições adversas como desequilíbrio de carga e cortes de cargas. Finalmente, alguns resultados do controle em condições de falta sobre uma falta fase-neutro na fase B são apresentados. / This paper presents a control topology for doubly fed induction generator (DFIG) in normal and single fault conditions. The control system is divided into three main parts: fault identification system, control in normal condition and control in single fault conditions. In the first part, the system of identification (SI) is responsible for selecting the topology of the control. The SI is composed by a combination of artificial neural networks (ANN) and Fast Fourier Transform (FFT). The ANN is responsible for identifying the current state of the grid, if has fault or not. The inputs of the ANN are stator currents line through of a pre-processing by means of FFT. Some harmonic contents are irrelevant in the identification process and they are eliminated by a method similar to Principal Components Analysis (PCA). The second part of the paper is the control under normal conditions, activated when the SI indicates the absence of faults. The topology of vector control in this condition is used to maintain the voltage and frequency constant, where the speed of the mechanical axis variable. The last part of the work is the control in adverse conditions, which is activated when the SI detects a singlephase fault. The control topology in this condition uses the orthogonal transformations to reduce the mutual flux in the stator winding with fault. The use of this new control reduces the stator current as compared to vector control in fault conditions, and the stator voltage in the stages without fault is maintained within an operating range. The paper has simulation results of three main parts of the control system. First, the results of the vector control voltage and frequency of DFIG under conditions of variable shaft speed and load sections are provided. Soon after, the results of the SI in identifying faults in the phase B under conditions such as load imbalance and cutting loads are shown. Finally, some results of control in fault condition in the phase B are shown.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-08-07T16:25:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-09T13:31:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T13:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Grupo gerador é um equipamento composto por um motor de combustão interna e um alternador, responsável pela geração de energia elétrica no mundo inteiro e também em muitas comunidades isoladas na região amazônica. O uso de combustíveis de origem fóssil em grupos geradores é bastante comum, havendo uma grande dependência mundial, desse tipo de combustível. Diante de um cenário mundial com possibilidades de escassez de petróleo e água, e apesar da matriz energética diversificada, o Brasil tem forte dependência dessas duas fontes de energia para geração de eletricidade. As pesquisas envolvendo a utilização de óleo vegetal “in natura” para substituir, parcial ou totalmente, os combustíveis fósseis, ou ser misturado a outros tipos de combustível vêm crescendo. Neste trabalho, foi realizada uma modelagem e simulação computacional de um grupo gerador consumindo óleo vegetal “in natura”, enriquecido com hidrogênio e oxigênio com o objetivo de melhorar sua eficiência energética, a partir de melhorias propostas na combustão. A modelagem e simulações foram realizadas com o software AVL BOOST®. O modelo computacional foi ajustado e validado junto a experimento realizado em um motor quatro tempos Diesel, injeção indireta, naturalmente aspirado, de 20 kW. O trabalho foi desenvolvido em duas fases. Na primeira, foi feita a substituição energética de óleo vegetal por hidrogênio, em parcelas de 0% a 20%, com intervalos de 5%. Na segunda, oxigênio, em base mássica, foi adicionado ao ar de admissão, em proporções pré-definidas, e o modelo foi simulado até que fosse atingido o limite operacional do motor. Foi considerado nas simulações, o grupo gerador operando com cargas de 75%, 80% e 100%. Nas duas etapas da investigação, os resultados indicaram um aumento na potência elétrica, diminuição do consumo específico de combustível e melhoria no rendimento global do grupo gerador. A utilização de H2 indicou aumento das emissões à plena carga. Na simulação realizada com O2, a formação de CO apresentou queda e Nox aumentou para cargas parciais. As simulações indicaram que a utilização desses dois vetores energéticos mostrou-se bastante promissora, melhorando a combustão do óleo vegetal “in natura“ e a eficiência energética do grupo gerador. / Generator set is a device formed by an internal combustion engine and an alternator responsible for electricity generation all over the world and in many isolated communities in the Amazon region. The use of fossil fuels in generators is very common with a great global dependency on this type of fuel. Facing a world stage with possibility of shortages of oil and water and despite the diversified energy matrix, Brazil has strong dependence of these two energy sources for electricity generation. Researches involving the use of vegetable oil "in natura" to replace, partially or completely, fossil fuels, or be mixed with other types of fuel are growing. In this paper, a modeling and computer simulation of a genset consuming vegetable oil "in natura" enriched with hydrogen and oxygen was carried out in order to improve their energy efficiency as from proposed improvements in the combustion. The modeling and simulations were performed with AVL Boost® software. The computational model was adjusted and validated with the experiment carried out in a Diesel engine of 20 kW, four strokes, indirect injection, naturally aspirated. The study was developed in two phases. At first, the energy substitution of vegetable oil by hydrogen was made in portions of 0% to 20%, in 5% intervals. In the second, oxygen in weight basis was added to the intake air in predefined proportions and the model was simulated until the engine operating limit was reached. It was considered the genset operating with loads of 75%, 80% and 100%, in the simulations. In the two stages of the investigation, the results indicated an increase in electrical power, reduced specific fuel consumption and improved overall efficiency of the generator set. The use of H2 showed increased emissions at full load. In the simulation performed with O2, CO formation decreased and NOx formation increased to partial loads. The simulations indicated that the use of these two energy carriers proved to be very promising, improving the combustion of vegetable oil "in natura" and the energy efficiency of the generator set.

Esta dissertação analisa a viabilidade técnico-econômica de pequenas centrais de cogeração a gás natural no setor terciário do estado de São Paulo, os estudos de cogeração foram baseados em casos reais de estabelecimentos comerciais dos principais segmentos do setor terciário com demanda elétrica e térmica compatível ao balanço energético para a configuração de cogeração. A análise dos resultados inclui o fator de utilização de energia (FUE), investimentos iniciais, economia operacional (fluxo de caixa), retorno dos investimentos (Payback), taxa interna de retorno (TIR) e valor presente líquido (VPL). As tecnologias empregadas nos estudos foram gerador do tipo Motor a Combustão Interna (MCI) e Microturbina (TG), resfriador de líquido por absorção (ABS) e resfriador de líquido elétrico convencional. Foi realizada análise do potencial de mercado para aplicação de cogeração através do mapeamento dos principais segmentos do setor terciário e realizado o levantamento do estado da arte. Foram estudadas as legislações brasileiras tanto no que se refere à cogeração qualificada como geração distribuída, realizado análise de emissões com destaque ao comparativo entre emissão de CO2 das centrais de cogeração e a emissão de CO2 das termelétricas a gás natural. Foi realizado estudo do cenário energético brasileiro do ponto de vista geração e distribuição de energia elétrica, cenário da oferta de gás natural no Brasil e a sua estrutura de distribuição no estado de São Paulo e, por fim, foram destacados os benefícios e barreiras da cogeração no Brasil. Os resultados alcançados apontam para um revés na viabilidade financeira da cogeração devido aos consecutivos aumentos no preço da tarifa de gás natural, apesar de bastante racional e com benefícios diretos ao meio ambiente e ao país, fazem-se necessários incentivos específicos relacionados à tarifa do gás natural para o crescimento da aplicação de cogeração no setor terciário do estado de São Paulo. / This dissertation examines the technical and economic feasibility of small cogeneration plants powered by natural gas in the tertiary sector of the state of São Paulo. Cogeneration studies were based on real cases of commercial facilities of the main segments of the tertiary sector with electrical and thermal demands compatible for energy usage in cogeneration configuration. The analysis results include energy utilization factor (EUF), initial investments, operational savings (cash flow), return on investment (payback), internal rate of return (IRR) and net present value (NPV). The technologies investigated in the study were Internal Combustion Engine (ICE) and Microturbine (TG) generator, absorption chiller (ABS) and conventional electrical chiller. It was carried out an analysis of the potential market for application of cogeneration by mapping the main segments of the tertiary sector and conducted a survey of the state of the art. Brazilian laws were studied both with regard to qualified cogeneration and distributed generation, performed emissions analysis with emphasis on the comparative between CO2 emission from cogeneration plant and CO2 emission from power plants by natural gas. It was made a study of Brazilian energy scenario from the viewpoint of generating and distributing of electricity, scenario of supply of natural gas in Brazil and its distribution structure in the São Paulo state and, finally, it was appointed the benefits and barriers of cogeneration in Brazil. The results indicate a setback on the financial viability of cogeneration due to consecutive increases in the price of natural gas, although quite rational and with direct benefits to the environment and the country, it\'s necessary specific incentives related to the natural gas price for the growth of the application of cogeneration in the tertiary sector of the state of São Paulo.

This work presents contributions to the modeling, control and management of an hybrid uninterrupted power supply (UPS) based on Otto cycle power generator set and lead acid battery bank. The proposed configuration is called hybrid due to the presence of two energy storage elements: i) the fuel fed the Otto cycle internal combustion engine (ICE) of the generator set and ii) a lead acid battery bank, which can be recharged from the grid or from the generator. With the hybridization it is possible to add up the advantages of UPS’s such as uninterrupted power supply and high output energy quality with the advantages of power generator sets, such as high autonomy and lower installation cost for high autonomy. In addition, with the hybrid topology it is possible to explore degrees of freedom that do not exist in the independent configurations, such as: i) variable speed operation and ii) start-stop operation of the MCI in order to reduce consumption/ emissions in lower loads, (iii) use of Otto cycle engine with lower cost in relation to a Diesel ICE. The hybrid UPS is composed of an Otto cycle internal combustion engine (ICE), a three-phase/three-wire rectifier, which can be connected via contactors to the grid, or to the permanent magnet synchronous generator (PMSG), a battery bank connected to the DC bus through a bi-directional boost converter, and a three-phase/four-wire inverter at the output. Experimental results are provided indicating that variable speed operation can achieve a reduction of up to 32% in specific fuel consumption, depending on the load range. For start-stop operation, the reduction in specific fuel consumption can reach up to 39%, depending on the load range. / Este trabalho apresenta contribuições a modelagem, controle e gerenciamento de uma fonte ininterrupta de energia (UPS) híbrida baseada em grupo motor ciclo Otto e bateria chumbo ácido. A configuração proposta é denominada híbrida devido a presença de dois armazenadores de energia: i) o combustível para alimentar o motor a combustão interna (MCI) ciclo Otto do grupo motor gerador e ii) um banco de baterias chumbo ácido, a qual pode ser recarregado pela rede ou pelo gerador. Com a hibridização é possível agregar as vantagens das UPSs tais como, ininterruptibilidade de fornecimento de energia e alta qualidade de energia da tensão de saída, com as vantagens dos grupos motores geradores, tais como, elevada autonomia e menor custo de instalação para autonomias elevadas. Além disso, com a topologia híbrida é possível explorar graus de liberdade não existentes nas configurações independentes, tais como: i) utilização de velocidade variável e ii) operação em regime start-stop no MCI afim de reduzir consumo/emissões em baixas cargas, iii) utilização de motor ciclo Otto com menor custo em relação a um MCI Diesel. A UPS híbrida é composta por um motor a combustão interna (MCI), um retificador trifásico a três/quatro fios, o qual pode ser conectado através de contatoras à rede, ou ao gerador síncrono de ímãs permanente (PMSG), um banco de baterias conectado ao barramento através de um conversor boost bidirecional, e um inversor a quatro fios na saída. Resultados experimentais são apresentados indicando que a operação em velocidade variável pode alcançar um redução de até 32% no consumo específico de combustível, dependendo a faixa de carga. Já para a operação em regime start-stop a redução no consumo específico de combustível pode alcançar até 39%, dependendo da faixa de carga.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoCSG_DISSERT.pdf: 1707836 bytes, checksum: f3a5558058650f68e08a82541000dc7b (MD5) Previous issue date: 2015-06-05 / In power distribution systems are the major causes of voltage imbalances, variations in single-phase loads cause the currents in the conductors of the three phases is different, resulting in different voltage drops, causing imbalance. The study of voltage imbalances in the distribution of energy is very important, since the proper functioning of equipment connected to the system is directly related to the mains imbalance factor. When it comes to stress profiles, has become one of the biggest challenges of electric utilities, which is to serve consumers and customers with adequate voltage levels to those required in current legislation in Brazil has the 2001 resolution no. 505 ANEEL (National Electric Energy Agency) stating that the voltage to be contracted with the utility or the ONS should be between 95% (0.95 pu) and 105% (1.05 pu) of the nominal operating voltage system at the delivery point. In relation to electrical losses, although not established limits by law, these are an important economic factor for electric utilities, seeking to reduce them to maximize their profits. When it comes to connecting wind turbines to the distribution systems is not aware of scholarly conducting parallel operating conditions of the various components that operate in this plan when they are working together with the different configurations of wind generators. The objective of this study is to analyze the imbalances problem, tensions profiles and electrical losses in distribution systems by various operating situations, especially with the inclusion of wind turbines type I, II and IV, based on the system 13 bars IEEE. Also, are proposed and simulated some ways to reduce imbalances and losses through the use of engineering techniques: as promoting the balancing system loads, connecting wind farms to the distribution feeder, installing banks of single-phase voltage regulators at substations and correcting the power factor of the generator turbines. Technical proposals to reduce the levels of network imbalance are effective and also influenced the reduction of overall system losses and improve the levels of stress profiles and are therefore measures that may contribute to the proper functioning of a power system / Nos sistemas de distribuição de energia elétrica se encontram as maiores causas dos desequilíbrios de tensão, variações nas cargas monofásicas fazem com que as correntes nos condutores das três fases sejam diferentes, o que resulta em quedas de tensões diferentes, provocando desequilíbrio. O estudo de desequilíbrios de tensão na distribuição de energia é muito importante, uma vez que o bom funcionamento de equipamentos ligados ao sistema está diretamente relacionado ao fator de desequilíbrio da rede elétrica. Quando se trata de perfis de tensões, tem-se um dos maiores desafios das concessionárias de energia elétrica, que é atender os consumidores e clientes com níveis de tensão adequados aos exigidos na legislação vigente, no Brasil tem-se a resolução de 2001 nº 505 da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) estabelecendo que a tensão a ser contratada com a concessionária ou com o ONS deve situar-se entre 95% (0,95 p.u) e 105% (1,05 p.u) da tensão nominal de operação do sistema no ponto de entrega. Já com relação às perdas elétricas, apesar de não serem estabelecidos limites pela legislação vigente, estas são um importante fator econômico para as concessionárias de energia elétrica, que buscam diminuí-las para maximizar seus lucros. Quando se trata de conexão de turbinas eólicas nos sistemas de distribuição não se tem conhecimento de trabalhos acadêmicos que realizam um paralelo das condições de operação dos diversos componentes que atuam nesse plano quando os mesmos estão atuando juntamente com as diferentes configurações de geradores eólicos. O objetivo deste trabalho é analisar o problema de desequilíbrios, perfis de tensões e das perdas elétricas em sistemas de distribuição mediante diversas situações de operação, principalmente com a inserção de turbinas eólicas tipo I, II e IV, tomando como base o sistema 13 barras do orgão IEEE. Além disso, são propostas e simuladas algumas maneiras de reduzir os desequilíbrios e perdas através do uso de técnicas de engenharia: como promovendo o balanceamento de cargas do sistema, conectando parques eólicos ao alimentador de distribuição, instalando bancos de reguladores de tensão monofásicos em subestações e corrigindo o fator de potência dos geradores das turbinas. As técnicas propostas para reduzir os graus de desequilíbrio da rede se mostraram eficazes e influenciaram também na redução das perdas globais do sistema e melhora dos níveis de perfis de tensões, sendo portanto medidas que podem contribuir para o bom funcionamento de um sistema de energia elétrica

Orientador: Dr. Alfeu J. Sguarezi Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2015. / Neste trabalho apresenta-se uma configuração do sistema de armazenamento de energia com baterias aplicado a sistemas de geração de energia eólica empregando conversores de fonte Z conectados à rede elétrica. Os geradores de indução gaiola de esquilo, são frequentemente utilizados nos sistemas de geração de energia eólica, por sua robustez, simplicidade, peso menor e custo baixo. Este é conectado diretamente ao conversor de potência bidirecional back to back, pode fornecer potências ativa e reativa à rede elétrica. Além disso, é estudado o conversor de fonte Z aplicado nesta topologia. No entanto, a implantação de sistemas de armazenamento de energia com baterias nos sistemas de geração de energia eólica na atualidade é muito importante, devido à possibilidade de oscilações da tensão e corrente na rede elétrica, portanto, estes podem ajudar à estabilização das tensões, correntes e a frequência na rede elétrica. Este sistema é conectado ao conversor back to back por meio de um conversor elevador-abaixador de corrente contínua. Para controlar a velocidade no eixo do rotor no gerador de indução, a estratégia é baseada no controle direto de torque. Enquanto, para o conversor do lado da rede é empregada a técnica de controle orientado pela tensão. Para o banco de baterias é utilizado o controle da tensão no barramento de corrente contínua e do fluxo na corrente da bateria, utilizando controladores do tipo PI. Com os novos desenvolvimentos tecnológicos nas chaves de potência, são apresentadas topologias de conversores CC-CA como o conversor de fonte Z, este tipo de conversor corrige algumas limitações do conversor back to back, com as características de elevador/abaixador de tensão, sem o uso de dispositivos de comutação, são permitidos os curto-circuitos na chaves, empregando novas técnicas de modulação, e reduz a quantidade harmônica injetada na rede elétrica. Os estudos foram realizados por meio de técnicas de simulação computacional usando modelos matemáticos do sistema estudado para a validação das estratégias de controle empregadas em diferentes condições de operação. Para as simulações empregou-se a ferramenta computacional SimPowerSystems R do Matlab/Simulink R . / This paper presents a battery energy storage system applied to wind power generation based on Z-source inverter connected to the power grid. The squirrel cage induction generators, often used in wind power generation systems, for its robustness, simplicity, lower weight and low cost. This is connected directly to the bidirectional power converter back to back, therefore, and provides active and reactive powers to grid. In addition, it is studied the Z-source inverter applied in this topology. However, the implementation of battery energy storage systems in wind power generation systems, currently is very important, due to possibility of the voltage and current fluctuations in the power grid, so these may to stabilisation of current, voltage and frequency on the grid. This system is connected to back to back converter through a DC-DC converter (buck-boost). For the rotor speed control on induction generator, the strategy is based on direct torque control. While, for the grid side converter is employed the technique of voltage oriented control. For the battery bank voltage control is used on DC-link voltage and battery current flow, through PI type controllers. With the new technological developments in the keys of power, DC converters topologies are presented as the Z-source inverter, this type converter fixes some limitations of the converter back to back, with the characteristics of buck-boost voltage, without the use of switching devices, allowed short-circuits on converter, using new modulation techniques, and reduces the amount injected harmonic to power grid. The studies were performed by means of computer simulation techniques using mathematical models of studied system to validate the control strategies employed in different operating conditions. For the simulations was used the computational tool SimPowerSystems R do Matlab/Simulink R .