Orientadores: Sergio Valdir Bajay, Paulo Sergio Franco Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_AndreFlavioSoares_M.pdf: 1792951 bytes, checksum: a865e5b33783ba4a8f044bcff70f9809 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Nesta dissertação se avalia o estado da arte do planejamento da operação energética e da manutenção de usinas em sistemas hidrotérmicos de potência e se propõe algumas inovações. Neste contexto, se faz uma revisão crítica das metodologias de planejamento empregadas no setor elétrico brasileiro, incluindo as bases de dados que dão suporte a estas metodologias e dando destaque às práticas atuais do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS); várias propostas de avanços metodológicos são feitas ao longo desta parte do trabalho. Uma outra parte desta dissertação envolve a aplicação de um modelo de otimização, a médio prazo, da operação de algumas usinas do Sistema Interligado Nacional (SIN), pertencentes a uma concessionária geradora no Estado de São Paulo, satisfazendo as metas de geração impostas pelo planejamento centralizado do SIN, realizado pelo ONS, e restrições associadas ao uso múltiplo da água nos reservatórios destas usinas, dentre outras. Várias funções-objetivo podem ser utilizadas neste modelo, dependendo das finalidades a serem atingidas nas simulações. O modelo foi aplicado ao parque gerador hidrelétrico da empresa AES, nos rios Tietê e Pardo; algumas simulações foram feitas, discutindo-se os resultados alcançados / Abstract: The state-of-the-art of power plant scheduling and maintenance planning in hydro-thermal power systems is evaluated in this thesis and some innovations are proposed. In this context, a critical review of the planning methodologies employed in the Brazilian power sector is carried out, including the data bases which support these methodologies and pointing out the current practices of the National Operator of the Power System (ONS); several proposals concerning advances in these methodologies are put forward along this work. In another part of this thesis, the medium-term scheduling of some power stations of the National Interlinked System (SIN) belonging to a utility in the State of São Paulo are modeled through an optimization algorithm, which meets the generation targets imposed by the centralized planning of SIN, carried out by ONS, and constraints associated to multiple uses of water in the reservoirs of these plants, among other constraints. Several objective functions can be used in this model, depending on the purposes to be achieved in the simulations. The model was applied to the hydroelectric generation system of the company AES, in the rivers Tietê and Pardo; some simulations were carried out and their results are discussed in the thesis / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Previsao de Vazoes Naturais Diarias.pdf: 3835466 bytes, checksum: f927e5c8c3a89c73430512243b55c36c (MD5) Previous issue date: 2012-09-05 / The forecast of natural flows to hydroelectric plant reservoirs is an essential input to the planning and programming of the SIN´s operation. Various computer models are used to determine these forecasts, including physical models, statistical models and the ones developed with the RNA´s techniques. Currently, the ONS performs daily forecasts of natural flows to the UHE Tucuruí based on the univariate stochastic model named PREVIVAZH, developed by Electric Energy Research Center - Eletrobras CEPEL. Throughout the last decade, several papers have shown evolution in the application of neural networks methodology in many areas, specially in the prediction of flows on a daily, weekly and monthly basis. The goal of this dissertation is to present and calibrate a model of natural flow forecast using the RNA´s methodology, more specifically the NSRBN (Non-Linear Sigmoidal Regression Blocks Networks) (VALENCA; LUDERMIR, 2001), on a time lapse from 1 to 12 days forward to the Tucuruí Hydroelectric Plant, considering the hydrometric stations data located upstream from it s reservoir. In addition, a comparative analysis of results found throughout the calibrated neural network and the ones released by ONS is performed. The results show the advantage of the methodology of artificial neural networks on autoregressive models. The Mean Absolute Percentage Error - MAPE values obtained were, on average, 48 % lower than those released by the ONS. / A previsão de vazões naturais aos reservatórios das usinas hidrelétricas é insumo fundamental para o planejamento e operação do SIN. Diversos modelos são utilizados na determinação dessas previsões, entre os quais podem ser citados os modelos físicos, os estatísticos e aqueles baseados na técnica de Redes Neurais Artificiais. Atualmente, o ONS realiza as previsões diárias de vazões naturais para a Usina Hidrelétrica Tucuruí com base no modelo estocástico univariado denominado PREVIVAZH, desenvolvido pelo CEPEL. Ao longo da última década, muitos trabalhos têm mostrado a evolução da aplicação da metodologia de Redes Neurais Artificiais em diversas áreas e em particular na previsão de vazões naturais, para intervalos de tempo diários, semanais e mensais. O objetivo deste trabalho foi calibrar e avaliar um modelo de previsão de vazões naturais, utilizando a metodologia de RNA, mais especificamente as redes construtivas do tipo NSRBN(Non-Linear Sigmoidal Regression Blocks Networks) (VALENCA; LUDERMIR, 2001), no horizonte de 1 até 12 dias à frente, para a Usina Hidrelétrica Tucuruí, considerando as informações advindas de postos hidrométricos localizados à montante do seu reservatório. Adicionalmente, foi realizada uma análise comparativa dos resultados encontrados pela rede neural calibrada e aqueles obtidos e divulgados pelo ONS. Os resultados obtidos mostram a vantagem da metodologia de redes neurais artificiais sobre os modelos auto-regressivos. Os valores do Erro Percentual Médio Absoluto - MAPE foram, em média, 48% inferiores aos divulgados pelo ONS.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:07:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CESAR AUGUSTO FRAGA DE SOUZA.pdf: 4261821 bytes, checksum: 103ef945046503ca9fbdf50edd1c5f9a (MD5) Previous issue date: 2015-03-06 / This study aims to analyze the changes occurring in the urban landscape of Foz do Iguaçu, and especially in the region of Itaipu´s village and their surroundings, focusing on Vila "A", between the years 1970 and 2013 , and the way people experienced these changes in their memoirs. The city, located in the Triple Frontier of Brazil, Paraguay and Argentina experienced an unimaginable growth for residents who lived there in the early 1970s. Since 1974, with the start of construction of the Itaipu Hydroelectric Power Plant, the city would become a land of opportunity for thousands of people who, believing in the possibility of getting a job in the power plant, came to the city even without steady employment. In addition, forty thousand people came to work at Itaipu, which led the company's need to build housing for these employees. Three kinds of areas were built: "A"," B" and "C", each one for a category of employees. Over the years, new neighborhoods have emerged in these areas, altering the landscape and the memoirs of the city. / O presente trabalho tem como objetivo analisar as transformações ocorridas na paisagem do espaço urbano de Foz do Iguaçu e, principalmente, na região das Vilas de Itaipu e seus entornos, com foco na Vila A , entre os anos de 1970 e 2013, e de que maneira as pessoas vivenciaram essas mudanças em suas memórias. Foram utilizados diferentes tipos de fontes para a elaboração da pesquisa, como a fotografia, a memória (História Oral) e documentos oficiais (Planos Diretores), além do debate com outros autores. A cidade, situada na Tríplice Fronteira de Brasil, Paraguai e Argentina, vivenciou um crescimento inimaginável para os moradores que nela viviam na transição dos anos 1960 para 1970. A partir de 1974, com o início da construção da Usina Hidrelétrica de Itaipu Binacional, a cidade se tornaria uma terra de oportunidades para milhares de pessoas que, acreditando na possibilidade de conseguir emprego na Usina, mudaram-se para a cidade mesmo sem emprego fixo. Além disso, quarenta mil pessoas vieram para trabalhar em Itaipu, o que gerou a necessidade da empresa construir moradias para esses funcionários. Foram criadas três Vilas: A , B e C , cada qual destinada a uma categoria de funcionários. Com o passar dos anos, novos bairros surgiram nos entornos dessas Vilas, alterando a paisagem e as memórias da cidade. A Vila A e seu entorno foi o objetivo principal dessa dissertação.

This thesis deal with alternative sources of electric energy in case the besieged immovable. Thesis describes the possible solutions for alternative source of electricity and determines their technical and financial demands. In this work we were calculated energy requirement for the selected object and included specific proposals for alternative energy sources. Part of this thesis is to compare the various options, assessing financial performance and returns.

The thesis contains is familiar with the issues of renewable energy and global warming. Assessing the use of these resources in households in the Czech Republic. The selected family house, perform measurements on the existing heating system. In conclusion, there is suggestions for optimalization system houses, the possibility of linking the with renewable energy sources and an assessment of economic turn.

Den svenska vattenkraften står för nästan 50 % av landets elproduktion vilket gör dess konstruktioner till en viktig del av samhällets infrastruktur. För att ett vattenkraftverk ska fungera effektivt och säkert ställs höga krav på komponenternas funktion och kondition. I dagsläget genomförs därför rutinmässiga kontroller på, i och runt dessa anläggningar. För de aggregatnära inre vattenvägarna genomförs detta ca vart åttonde år i samband med reparationer av turbinerna, vilka då måste tömmas på vatten. För till- och utloppstunnlarna, som ofta är drivna i berg, finns det dock inte några sådana rutiner. Detta i kombination med att majoriteten av Sveriges vattenkraftverk har uppnått en ålder på över 50 år gör att branschen har börjat bli intresserade av att få kännedom om skicket på tunnlarna. Att genom-föra inspektioner genom att torrlägga dessa är dock en tidsödande process som kräver att kraftverket är avstängt under en lång tid och därmed ger en stor ekonomisk förlust för ägaren. Detta arbete har därför utförts med syfte att utvärdera till vilken grad inspektioner med undervattensfarkoster, ROV, kan användas som alternativ till inspektioner av inre vatten-vägar, både aggregatnära och i till- och utloppstunnlarna. En litteraturstudie har genomförts, om vattenkraftverk, vanliga skador, dagens inspektionsmetoder samt hur en ROV är uppbyggd och fungerar. Arbetet innefattar även tre praktiska moment bestående av deltagande på en inspektion av torrlagda aggregatnära inre vattenvägar och en inspektion med ROV i en 2,5 km lång utloppstunnel samt egna försök med inhyrd ROV för att undersöka vilka typer av betongskador som är möjliga att detektera. Resultatet från samtliga delar i arbetet pekar på att besiktningar med ROV kan övervägas för flera olika typer av inspektioner. För till- och utloppstunnlar är denna typ av inspektion många gånger den enda rimliga. För de aggregatnära inre vattenvägarna ger dagens inspektionsmetoder med torrläggning ett fullgott resultat, men ROV skulle kunna vara ett alternativ vid svårtillgängliga delar, t.ex. på grund av utformning eller stora läckage. / Swedish hydro power accounts for nearly 50 % of the country's electricity production which makes the constructions within this production system an important part of the societal infrastructure. To ensure safe and efficient operation of these hydroelectric power plants high demands are put on the components function and condition. Therefore, routine inspections are carried out inside and around these facilities. For the waterways directly connected to the power station, such as penstocks, wicket gates and draft tubes, these checkups are made about every eight years simultaneously as planned repairs of the turbine, when the waterways have to be emptied. For the head and trail race tunnels, which often are driven in bedrock, there are no such routines. This, in combination with the fact that the majority of the Swedish hydroelectric plants have attained the age of over 50 years, has led to an increased interest within the industry in ways to increase their knowledge about the condition of these water passageways. To conduct inspections by draining the tunnels is however a very time consuming process that requires the power plant to be turned off for a long time causing a major financial loss for the owner. The purpose of this master thesis is to assess the extent to which inspections with remotely operated vehicles, ROV, can be used as an alternative method for inspections of covered waterways, both those close to the power house and the head and tail race tunnels. A literature study of hydro power plants, common damages, current inspection methods and the construction and function of an ROV, has been conducted. The method also includes three practical activities, participation at inspections in drained waterways and at an ROV inspection of a 2.5 km tail race tunnel. Furthermore, tests with a rented ROV were carried out to investigate what type of concrete damages that are possible to detect using this method. The result from all parts in this thesis indicates that examinations by ROV can be considered for several types of inspections. For head and tail race tunnels, this type of inspection is often the only reasonable method. For the waterways directly connected to the power station, current inspection methods by draining show good result. But the ROV could here be an alternative in inaccessible areas, for instance due to waterway design or heavy leakage for instance.

Förnyelsebar och miljövänlig elproduktion är en förutsättning för det mer eller mindre miljömässigt positiva värdet hos de produkter och processer som förbrukar elenergi. Det räcker inte med att dessa produkter och processer är effektiva i sitt användande av el om denna el är producerad med icke förnyelsebara metoder. Målet simuleringsprogram som kan simulera ett hybridkraftverk som använder sig av vindkraft och vattenkraft. Resultatet av detta projekt är ett simuleringsprogram som kan uppskatta storleken på ett pumpkraftverk i form av hur många megawatt dess vattenturbin behöver vara samt hur stor reservoar som behövs. Dessutom uppskattas hur många vindkraftverk som krävs i kombination med vattenkraftverket för att nå en önskad minskning av elektricitet från icke förnyelsebara källor.  med detta projekt är skapandet av ett / Renewable and environmentally friendly electricity production is a necessity for the relative positive value of the products and processes that consumes electricity. It is not enough that these products and processes in and of themselves are effective in their use of electricity if that electricity is produced with non- renewable means. The goal of this project is the creation of a simulation software that can simulate a hybrid powerplant composed of wind turbines and a hydro powerplant. The result of this project is a simulation software that is able is to approximate the size of a pumped-storage megawatts and the size of the reservoir needed. In addition, the software calculates the amount of wind turbines needed in combination with the hydro powerplant to achieve a desired decrease in non-renewable electricity.

[pt] Motivado pelos desafios de processar a grande quantidade de dados disponíveis, pesquisas recentes em estatística tem sugerido novas técnicas de modelagem e inferência. Paralelamente, outros campos como processamento de sinais e otimização também estão produzindo métodos para lidar problemas em larga escala. Em particular, este trabalho é focado nas teorias e métodos baseados na regularização l1. Após uma revisão compreensiva da norma l1 como uma ferramenta para definir soluções esparsas, estudaremos mais a fundo o método LASSO. Para exemplificar como o LASSO possui uma ampla gama de aplicações, exibimos um estudo de caso em processamento de sinal esparso. Baseado nesta idea, apresentamos o l1 level-slope filter. Resultados experimentais são apresentados para uma aplicação em transmissão de dados via fibra óptica. Para a parte final da dissertação, um novo método de estimação é proposto para modelos em alta dimensão com variância periódica. A principal ideia desta nova metodologia é combinar esparsidade, induzida pela regularização l1, com o método de máxima verossimilhança. Adicionalmente, esta metodologia é utilizada para estimar os parâmetros de um modelo mensal estocástico de geração de energia eólica e hídrica. Simulações e resultados de previsão são apresentados para um estudo real envolvendo cinquenta geradores de energia renovável do sistema Brasileiro. / [en] Motivated by the challenges of processing the vast amount of available data, recent research on the ourishing field of high-dimensional statistics is bringing new techniques for modeling and drawing inferences over large amounts of data. Simultaneously, other fields like signal processing and optimization are also producing new methods to deal with large scale problems. More particularly, this work is focused on the theories and methods based on l1-regularization. After a comprehensive review of the l1-norm as tool for finding sparse solutions, we study more deeply the LASSO shrinkage method. In order to show how the LASSO can be used for a wide range of applications, we exhibit a case study on sparse signal processing. Based on this idea, we present the l1 level-slope filter. Experimental results are given for an application on the field of fiber optics communication. For the final part of the thesis, a new estimation method is proposed for high-dimensional models with periodic variance. The main idea of this novel methodology is to combine sparsity, induced by the l1-regularization, with the maximum likelihood criteria. Additionally, this novel methodology is used for building a monthly stochastic model for wind and hydro inow. Simulations and forecasting results for a real case study involving fifty Brazilian renewable power plants are presented.

[pt] Uma das principais preocupações mundiais atualmente está relacionada às questões ambientais. Essa preocupação é considerada na seleção de projetos de energia e, como resultado, a geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis tem experimentado um forte crescimento em todo o mundo, incluindo o Brasil. Em relação às fontes de energia hidrelétrica, as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) são uma alternativa para reduzir o impacto ambiental. Esses projetos produzem entre 5 e 30 megawatts (MW) e sua instalação tem um baixo custo e respeito ao meio ambiente, principalmente por não existir necessidade de reservatórios de regulação, o que não é o caso de grandes usinas hidrelétricas. Nos últimos anos, o número de PCHs tem aumentado bastante, como consequência dos incentivos para geração de eletricidade a partir de fontes renováveis. Como a geração de energia hidrelétrica é fortemente influenciada por regimes hidrológicos, especialmente no caso de usinas a fio d água como as PCHs, melhorar a assertividade das previsões de geração de energia elétrica de maneira estocástica torna-se altamente importante para as distribuidoras. Esta dissertação tem como principal objetivo apresentar o desempenho de um grupo de modelos de previsão aplicados para PCHs de uma distribuidora real de energia elétrica. Para isso foram utilizadas diferentes abordagens, incluindo dados de vazão de usinas hidrelétricas vizinhas como variável explicativa em modelos causais, assim como também modelos univariados. / [en] One of the main world concerns nowadays is related to the environment issues. Such concern is considered in the selection of energy projects and, as a result of that, the generation of electricity from renewable sources has experienced a sharp growth all over the world, Brazil included. Concerning hydropower sources, Small Hydropower Plants (SHPs) are an alternative to reduce environmental impact. These projects produce between 5 and 30 megawatts (MW) and its installation has a low cost and respect to the environment, mainly because there is no need of regulation reservoirs, which is not the case in bigger hydroelectric plants. In recent years the number of SHPs is increasing in a great deal, as a consequence of the incentives to generate electricity from renewable sources. Since hydro power generation is heavily influenced by hydrological regimes, especially in the case of run-of-river plants, as SHPs, improving the assertiveness of electric power generation forecasts in a stochastic way becomes highly important for distributing utilities. This master dissertation has as main objective to present the performance of an arrange of forecasting models applied to SHPs of a real distributing utility. It was used different approaches, including inflow data from neighboring hydro plants as exogenous variable, in causal models and also univariate models.

This ethnographic research examines socioeconomic vulnerabilities to resettlement from a large hydropower dam and agricultural commodification in a Tibetan village in Yunnan Province, Southwest China. After providing an initial background on the dynamics of the research region and hydrodevelopment on its rivers, the research framework of examining vulnerability through a lens of political ecology and local knowledge is outlined. Utilizing this framework, the socioeconomic strategies surrounding agriculture and commodified forest products within the study village are initially outlined through the use of oral histories, previous literature, and quantitative household survey data. After providing a detailed background on these income strategies, vulnerabilities to resettlement are examined through qualitative analysis of individual household interviews. This analysis shows that village households are highly reliant on the village's specific location in order to collect the resources and pursue the agriculture that they do; making them vulnerable to future resettlement. The analysis also shows that in the opinions of villagers, a good standard of living is significantly defined by their ability to pursue specific economic strategies. Next, interview results are analyzed to show how agricultural commodification and a very high reliance on one government sponsored company to purchase crops has also made the village highly vulnerable economically. The thesis concludes with reflections on future hydrodevelopment and resettlement scenarios within the village, and provides recommendations to improve local level resilience and promote better capacity to adapt to change. / Graduation date: 2013