Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Teixeira Leite Asano / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, 2014. / O objetivo da pesquisa é apresentar uma metodologia para avaliar os efeitos da transferência de água bruta entre rios ou bacias hidrográficas, na perspectiva de otimizar a geração de energia elétrica. Busca-se ainda refletir sobre a racionalização e otimização do volume transferido para que não prejudiquem os ecossistemas, as atividades e utilizações da região doadora de água e atendam as necessidades da região receptora de água, incluindo seus próprios ecossistemas. A produção hidroelétrica é considerada como um uso não consuntivo da água e não concorre com o abastecimento público, desde que corretamente gerenciada. A transferência de água, se associada à produtibilidade das hidroelétricas, pode contribuir para otimização da produção de energia elétrica diminuindo a utilização das usinas térmicas de custos operativos elevados e enormes restrições ambientais. Portanto, neste trabalho de pesquisa foi implementado um novo operador genético em uma ferramenta computacional desenvolvida na UFABC para controle das vazões e volumes a serem transferidos, chamada Hidro-IA, com o emprego de algoritmos genéticos, que é uma das técnicas de inteligência artificial consolidada para otimização de problemas de grande porte. Sabe-se que a melhor forma de aproveitar os ciclos hidrológicos e os respectivos excedentes de água bruta de uma bacia ou região é por meio de um correto armazenamento em reservatórios que possibilitem seu uso em épocas de escassez. Sendo assim, a transferência de água entre regiões é uma estratégia que permite um ganho de armazenagem em reservatórios subutilizados em suas capacidades máximas de estocagem. Após a implementação do operador proposto nesta pesquisa, pode-se observar nos casos testes realizados que a transferência de água foi feita de forma controlada e otimizada, permitindo o uso adequado do recurso hídrico disponível e consequentemente minimizando a utilização de complementação térmica. Finalizando, podese levantar a hipótese de utilizar o ganho com a geração de energia elétrica para tratamento de água em algumas bacias poluídas de forma a trazer diversos benefícios para a sociedade que não seja apenas a produção de eletricidade, mas também, a disponibilização de água para consumo. / The aim of this project is present a methodology to analyze the impacts of the raw water transfer between rivers or watersheds on a perspective of improving electrical power generation. Searches to reflect about rationalization and optimization of volume transferred so it don¿t damage the environment, the activities or the use of the water donor area and that serves the needs of the receiving area, including its own ecosystems. Hydroelectric production is considered a nonconsumptive water activity, not competing with the public water supply if correctly used. The water transfer can be associated with the hydroelectric yield to increase the production of electric energy and decrease the activities of high cost thermoelectric plants and environment restrictions. Therefore in this project was implemented a new genetic operator to control the transference of volume and water flow between rivers or watersheds in a computational tool created by UFABC called Hidro-IA, an artificial intelligence technic used to optimize large-scale problems using genetic algorithms. It is well known that the better way to maximize the hydrologic cycles and the plant raw water surplus is with the storage in water reservoirs, enabling its use in shortage times. Accordingly, the water transfer between regions is a strategy that allows an increase in the underutilized reservoirs. Underutilization occurs due to different rainfall rates and due to intensity of utilization by the population, with exhaustion of local hydric availability. After implantation of the operator proposed here in this project it was possible to saw, in the tests, that that the transference of water was made in a controlled and optimized way enabling the adequate use of the existing hydric resources and therefor minimizing the use of thermal complement. In conclusion, it is possible to utilize the electrical power generation profit to treat water in some of the polluted watersheds, bringing benefits to the society other than electric generation just but providing water to human consumption too.

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Resumo: Nesta tese, utiliza-se um otimizador analógico não derivativo proposto por Teixeira & Żak em 1999 como principal ferramenta para os sistemas de controle dos projetos desenvolvidos. Tal otimizador é composto por blocos não lineares e pode ser classificado como um sistema neural artificial. Sistemas chaveados têm grande aplicação prática na otimização de sistemas e são caracterizados por possuírem subsistemas e uma lei de chaveamento que seleciona cada subsistema a cada momento. Deve-se definir condições para que seja possível projetar uma lei de chaveamento que atenda requisitos de projeto. O estudo de técnicas de controle extremal na solução de problemas de busca pelo rastreamento do máximo ponto de potência (do inglês: Maximum Power Point Tracking - MPPT), vem apresentando resultados interessantes na literatura e um tipo de sistema à qual essa técnica pode ser aplicada, é na geração fotovoltaica. Aplica-se o otimizador analógico citado na busca do MPPT de uma célula fotovoltaica, com o objetivo de observar o controle extremal atuando em um processo de otimização, estendendo o controle para quando existem variações de irradiação solar (cenário de uma possível passagem de nuvens). Também observa-se o comportamento do sistema quanto a manter seu correto funcionamento e estabilidade ultimate bounded. A contribuição principal desta tese foi uma nova proposta de utilização conjunta do otimizador de Teixeira & Żak no projeto de controladores ˙ chaveados baseados na minimização da d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: On this thesis, a non-derivative analog optimizer, proposed by Teixeira & Żak in 1999, was used as the main tool for the proposed control system. Such optimizer is structured by nonlinear blocks and can be classified as an artificial neural system. Switched systems have great theoretical and practical application in systems optimization and are characterized by having subsystems, and a switching law that selects each subsystem at each moment. It is necessary to define conditions so that it is possible to design a switching law for the desired performance of the controlled system. The study of Extremum Seeking Control techniques in the solution of problems of Maximum Power Point Tracking has presented interesting results, and one type of system which this technique can be applied is in the photovoltaic generation. The analog optimizer is applied in the Maximum Power Point Tracking of a photovoltaic cell, with the objective of observing the actuation of the extremal seeking control in an optimization process, extending the control when there are solar irradiation variations (a possible clouds passage scenario). And also observe the behavior of the system and how to maintain its correct functioning and ultimate bounded stability. The main contribution of this thesis was a new procedure for using the mentioned analog optimizer in the design of switched controllers based on the minimization of the derivative of a Lyapunov function. This method allows the relaxed design of controll... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor