Orientador: André Luiz Andreoli / Resumo: Nos últimos anos, questões relacionadas ao meio ambiente, principalmente, ao uso de combustíveis fósseis e à emissão de gases poluentes na atmosfera, ganharam grande destaque internacional. Com os avanços da comunidade científica e o aumento no preço do petróleo no começo da década de 1970, o uso de fontes renováveis, não poluentes e limpas teve grande investimento por parte de diversos países. Nesse contexto, a geração eólica vem se destacando como uma das mais promissoras, especialmente devido a sua viabilidade econômica e ao seu rápido desenvolvimento tecnológico. Entre as diferentes topologias utilizadas nos sistemas de geração eólica, destaca-se a configuração elaborada para operação em velocidade variável, que emprega o gerador de indução duplamente alimentado (DFIG), associado ao conversor eletrônico back-to-back para controle de sua operação. Como principais vantagens da utilização do DFIG, destacam-se sua maior eficiência na conversão de energia, menor estresse mecânico do rotor, controle independente de potência ativa e reativa limitada a valores típicos de 30% da potência nominal. Por outro, sabe-se que, durante a ocorrência de um distúrbio, as correntes do rotor podem atingir altas magnitudes e causar danos ao conversor. Além disso, sobretensões no capacitor do elo CC ocorrem devido à perda de capacidade de transferência de energia do conversor do lado da rede. Entretanto, os aerogeradores podem ser requisitados a permanecerem em funcionamento mesmo durante uma fa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the last years, issues related to the environment, especially the use of fossil fuels and the emission of polluting gases into the atmosphere, have gained great international prominence. With the advances of scientific community and the increase of the oil price in the beginning of the 1970s, the use of renewable, non-polluting and clean sources had a great investment by several countries. In this context, wind generation has stood out as one of the most promising, especially due to its economic viability and its fast technological development. Among the different topologies used in wind generation systems, the configuration developed for operation at variable speed is highlighted, which employs the doubly-fed induction generator (DFIG) associated with back-to-back electronic converter to control its operation. The main advantages of using DFIG include its greater efficiency in energy conversion, less mechanical rotor stress, independent control of active and reactive power limited to typical values of 30% of the rated power. On the other hand, it is known that, during the occurrence of a disturbance, such as an electrical fault, the rotor currents can reach high magnitudes in order to damage the rotor side converter. In addition, overvoltages in the DC link capacitor occur due to the loss of power transfer capacity on grid side converter. However, wind turbines may be required to main in operation even during a fault, in addition to contributing the restoration of voltage... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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.

A captação eficaz da energia eólica ocorre por meio de turbinas de três pás com ângulo de passo e velocidade de rotação ajustáveis, sendo o ajuste do ângulo de passo utilizado para limitar a captação de energia na ocorrência de ventos muito fortes e o ajuste da velocidade de rotação utilizado para maximizar a captação da energia cinética dos ventos fracos. Neste regime de operação, o gerador deve converter a energia mecânica de entrada, caracterizada por velocidade de rotação e conjugado variáveis, em energia elétrica de saída nos padrões da rede elétrica a que estão conectados, caracterizada por tensão de valor eficaz e freqüência constantes. No presente trabalho, a conversão eletromecânica de energia é realizada por um gerador de indução duplamente alimentado, excitado pelos enrolamentos rotóricos por meio de um conversor eletrônico. O comportamento estocástico dos ventos e as não linearidades significativas da turbina eólica e do gerador motivaram a utilização de controladores difusos, elaborados de acordo com a seguinte metodologia: a base de regras foi estabelecida a partir dos princípios físicos e da dinâmica desejada para o sistema em malha fechada; as funções de pertinência de entrada foram distribuídas de maneira a garantir uma maior sensibilidade nas regiões próximas ao valor de referência; a distribuição das funções de pertinência de saída proporciona um aumento significativo da intensidade da ação de controle conforme a saída do sistema se afaste do valor de referência; e, a sintonia fina foi feita pelo dimensionamento dos universos de discurso de maneira a garantir a estabilidade do sistema em malha fechada e a dinâmica desejada para a variável controlada. Os resultados das simulações computacionais de variações em degrau nos valores de referência, tanto da velocidade de rotação quanto da potência reativa, demonstram dinâmica estável, sem overshoot ou erro de regime permanente. Destaca-se que, em relação ao estado-da-arte, o controlador difuso da velocidade de rotação proporciona uma dinâmica semelhante, mas com uma ação de controle desprovida de transitórios e picos 65% menores e o controlador difuso de potência reativa impõe uma resposta 64% mais rápida. Os resultados de simulações computacionais de regimes reais de ventos ilustram as atuações do sistema de controle, no ângulo de passo e na velocidade de rotação da turbina, para proporcionar ao aerogerador uma operação suave e estável sob diversos regimes de vento, desde os mais fracos até os mais intensos e turbulentos. / The efficient capture of aeolic-energy occurs by means of three blades turbines with adjustable pitch-angle and angular-speed. The pitch-angle adjustment is utilized to limit the aeolic-energy capture when occur very strong winds and, the angular speed adjustment is utilized to maximize the capture of kinetic energy of weak winds. In this mode of operation the generator must convert the input mechanical energy, which is characterized by variable angular speed and variable torque, in the output electrical energy that must obey the standards of the electrical network with constant RMS-voltage and frequency, where the aeolic-generator is connected. In this work the electromechanical energy conversion is done by one double-fed induction generator excited by means of an electronic converter applied to the rotor winding. The air masses complex dynamics, the wind regime stochastic nature, and the turbine and generator non-linear behavior motivated the use of the fuzzy controllers, elaborated in agreement with the following methodology: the rule base was established from the system\'s physical principles and from the desired closed loop dynamics; the input membership functions was distributed so that ensure a bigger sensibility in the regions near the reference value; the output membership functions distribution provide a control action significant increase as the systems output move away from the reference value; and, the fine tuning was made via scaling universes of discourse. The computer simulation\'s results of the, rotational speed and reactive power, reference values step, demonstrated stable dynamics, without overshoot or steady state error. It is emphasize that, in relation to state-of-art, the fuzzy speed controller provide similar dynamic, but with a control action without transients and peaks 65% smaller and the fuzzy reactive power controller impose a 64% faster response. Some computer simulations of the wind real regime show the pitch-angle and turbine angular speed reactions so that to supply the wind generator with a soft and stable operation, from the weak winds up to the most strong and turbulent winds.

Introdução: A síndrome do intestino curto (SIC) representa um estado clínico de má absorção grave, e a gestão dietética de pacientes com SIC é extremamente desafiadora. Uma vez que o grau de desnutrição é frequentemente considerável, a intervenção dietética bem sucedida depende da estimativa mais exata possível das necessidades energéticas para prever as metas da terapia nutricional. Objetivo: Quantificar o gasto energético total (GET) em pacientes com SIC pelo método da água duplamente marcada (ADM). Materiais e Métodos: Neste estudo observacional, o GET foi mensurado pelo método da água duplamente marcada em 22 voluntários, 11 com SIC e 11 controles pareados por sexo, idade e IMC (grupo Controle). O GET foi estimado pela equação de Escott-Stump e a partir de acelerômetro, e foi comparado com o GET determinado pela ADM. O gasto energético em repouso (GER) foi mensurado por calorimetria indireta (CI) e comparado com o GER estimado pela equação de Harris e Benedict. O acelerômetro também foi utilizado para estabelecer o nível de atividade física. Resultados: Os participantes tinham idade (média ± DP) de 53 ± 8 anos. O GET medido por ADM foi significativamente menor no grupo SIC comparado ao grupo Controle (p < 0,01); no entanto, o GET estimado não diferiu significativamente entre os grupos. O GET medido foi significativamente maior do que o GET estimado por fórmula no grupo SIC, (respectivamente 1875 ± 276 e 1517 ± 175 kcal/dia, p < 0,01), assim como para o grupo Controle (2393 ± 445 e 1532 ± 178 kcal/dia, p < 0,01). No entanto, o GET medido foi significativamente menor do que o GET predito a partir do acelerômetro no grupo SIC (2075 ± 298 kcal/dia, p = 0,02), e não diferiu significativamente no grupo Controle (2207 ± 355 kcal/dia, p = 0,21). Não foram verificadas diferenças significantes entre o GER medido e predito para ambos, e entre os grupos. Conclusão: O GET medido em pacientes com SIC foi significativamente maior do que o GET estimado por fórmula, e foi menor quando comparado com os valores dos sujeitos controles. No entanto, o GET estimado a partir do acelerômetro, superestima o GET medido por ADM. As fórmulas atualmente utilizadas na prática clínica parecem subestimar as necessidades de energia de pacientes com SIC. Desta forma, adaptações da estimativa atual, aumentando as prescrições de ingestão energética nestes pacientes parecem ser adequadas para apoiar as necessidades diárias de energia e evitar a subnutrição. / Background: Short bowel syndrome (SBS) is a serious malabsorption disorder, and dietetic management of SBS patients is extremely challenging. Once the degree of undernutrition has been assessed, successful dietary intervention depends on the most accurate estimation and provision of energy needs to provide nutritional therapy goals. Objective: To quantify total energy expenditure (TEE) in SBS patients using the doubly labeled water (DLW) method. Design: In this observational study, TEE was measured by the DLW method in 22 participants, 11 with SBS and 11 gender-age-and BMI-matched controls (Control group). Predicted energy requirements were determined using the Escott-Stump equation and by using and accelerometer, and they were compared with TEE determined with DLW. Resting energy expenditure (REE) was measured using indirect calorimetry and compared with predict REE using the Harris and Benedict equation. The accelerometer was also used to determine physical activity level. Results: Participants were aged (mean ± SD) 53 ± 8 years. Measured TEE was significantly lower in the SBS group compared to the Control group (p < 0.01); however, predicted TEE did not differ significantly between the groups. Measured TEE was significantly higher than predicted TEE for the SBS group, (1875 ± 276 and 1517 ± 175 kcal/d, p < 0.01) and also for the Control group (2393 ± 445 and 1532 ± 178 kcal/d, p < 0.01) when determined by formula. However, measured TEE was significantly lower than predicted TEE (2075 ± 298 kcal/d, p = 0.02) for the SBS group, and did not differ for the Control group (2207 ± 355 kcal/d, p = 0.21) when determined by accelerometer. No significant differences were seen between measured and predicted REE both within and between groups. Conclusion: Measured TEE in SBS patients was significantly higher than predicted using standard equations, but also lower than values for age, BMI and gender-matched non-SBS controls. However, predicted TEE using accelerometer overestimated the measured TEE. Currently-used formulas in clinical practice appear to underestimate energy requirements of SBS patients. Therefore, adjustments to the current estimation, increasing the energy intake requirements in these patients appear to be adequate to support the daily energy requirements and avoid undernutrition.

Orientador: Dr. Alfeu J. Sguarezi Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2014. / Devido as preocupações com a redu¸c¿ao do uso dos recursos f'osseis e das emiss¿oes de CO2 ocasionadas pelos mesmos, o interesse no uso de energias renov 'aveis aumentou, sendo uma destas fontes a energia e'olica. O Gerador de Indu¸c¿ao de Rotor Bobinado (GIRB) tem demonstrado ser uma ferramenta capaz de otimizar o uso da energia e'olica, dada a sua alta efici¿encia, rentabilidade e robustez mec¿anica, ainda assim 'e necess'ario superar os numerosos desafios que est¿ao presentes nesta tecnologia, tais como qualidade da pot¿encia, estabilidade da rede, entre outros. O objetivo desta pesquisa se concentra no estudo de t'ecnicas de controle de pot¿encia fornecida pelo GIRB aplicado a sistemas de gera¸c¿ao e'olica. No presente caso, o sistema de gera¸c¿ao 'e composto por um GIRB com seu estator conectado diretamente 'a rede e seu rotor 'e conectado 'a rede atrav'es de um conversor bidirecional. Prop¿oe-se estudar o m'etodo de controle direto de torque (CDT) com emprego de controladores PI e por modos deslizantes (SMC) mais PI. O controle direto de torque 'e uma t'ecnica de alto desempenho din¿amico e possibilita o controle independente do torque e fluxo do gerador o que possibilitar'a o controle das pot¿encias ativa e reativa do GIRB. Da mesma forma, 'e estudado o conversor para o processamento da energia gerada. As simula¸c¿oes baseadas em modelos matem'aticos destes m'etodos de controle foram revistos, analisados e comparados com as simula¸c¿oes de textos de refer¿encia. Resultados experimentais obtidos em uma bancada validaram o prot'otipo proposto. / Due to concerns about reducing the use of fossil resources and the CO2 emissions caused by them, interest in the use of renewable energy increased, one of these sources is wind energy. The Wound Rotor Induction Generator (WRIG) has been proved to be a tool to optimize the use of wind energy, given its high efficiency, profitability and mechanical robustness, it is still necessary to overcome the many challenges that are present in this technology, such as power quality, grid stability, among others. This research focuses on the study of control techniques for power supply by WRIG applied to wind generation systems. In this case, the generation system consists of a stator WRIG is connected directly to the electrical network and its rotor too, but via a bidirectional converter. It is proposed to study the method of direct torque control (DTC) with the use of PI and sliding mode controllers (SMC) more PI. The direct torque control is a technique of high dynamic performance and enables independent control of torque and flux generator, which will enable the control of active and reactive power ofWRIG. Likewise, it is studied the converter for processing the generated power. The simulations based on mathematical models of these control methods were reviewed , analyzed and compared with simulations of reference texts . Experimental results obtained on a bench validated the proposed prototype.

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.

[pt] Uma ferramenta importante na avaliação de políticas econômicas é a estimação do efeito médio de um programa ou tratamento sobre uma variável de interesse. A principal dificuldade desse cálculo deve-se µa atribuição do tratamento aos potenciais participantes geralmente não ser aleatória, causando viés de seleção quando desconsiderada. Uma maneira de resolver esse problema é supor que o econometrista observa um conjunto de características determinantes, a menos de um componente estritamente aleatório, da participação. Sob esta hipótese, conhecida como Ignorabilidade, métodos semiparamétricos de estimação foram desenvolvidos, entre os quais a imputação de valores contrafactuais e a reponderação da amostra. Ambos são consistentes e capazes de atingir, assintoticamente, o limite de eficiência semiparamétrico. Entretanto, nas amostras frequentemente disponíveis, o desempenho desses métodos nem sempre é satisfatório. O objetivo deste trabalho é estudar como a combinação das duas estratégias pode produzir estimadores com melhores propriedades em amostras pequenas. Para isto, consideramos duas formas de integrar essas abordagens, tendo como referencial teórico a literatura de estimação duplamente robusta desenvolvida por James Robins e co-autores. Analisamos suas propriedades e discutimos por que podem superar o uso isolado de cada uma das técnicas que os compõem. Finalmente, comparamos, num exercício de Monte Carlo, o desempenho desses estimadores com os de imputação e reponderação. Os resultados mostram que a combinação de estratégias pode reduzir o viés e a variância, mas isso depende da forma como é implementada. Concluímos que a escolha dos parâmetros de suavização é decisiva para o desempenho da estimação em amostras de tamanho moderado. / [en] Estimation of mean treatment effect is an important tool for evaluating economic policy. The main difficulty in this calculation is caused by nonrandom assignment of potential participants to treatment, which leads to selection bias when ignored. A solution to this problem is to suppose the econometrician observes a set of covariates that determine participation, except for a strictly random component. Under this assumption, known as Ignorability, semiparametric methods were developed, including imputation of counterfactual outcomes and sample reweighing. Both are consistent and can asymptotically achieve the semiparametric efficiency bound. However, in sample sizes commonly available, their performance is not always satisfactory. The goal of this dissertation is to study how combining these strategies can lead to better estimation in small samples. We consider two different ways of merging these methods, based on Doubly Robust inference literature developed by James Robins and his co-authors, analyze their properties and discuss why they would overcome each of their components. Finally, we compare the proposed estimators to imputation and reweighing in a Monte Carlo exercise. Results show that while combined strategies may reduce bias and variance, it depends on the way it is implemented. We conclude that the choice of smoothness parameters is critical to obtain good estimates in moderate size samples.

Submitted by Marco Aurelio Rocha (rochamarco.eng@gmail.com) on 2018-04-19T12:44:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Marco_Rocha_FINAL.pdf: 4334808 bytes, checksum: bcc84d54c373bafcb2362766219becac (MD5) / Approved for entry into archive by Minervina Teixeira Lopes null (vina_lopes@bauru.unesp.br) on 2018-04-19T18:51:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rocha_ma_me_bauru.pdf: 4334226 bytes, checksum: d2b0086eaa88031ec113f8e0a415c74c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T18:51:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rocha_ma_me_bauru.pdf: 4334226 bytes, checksum: d2b0086eaa88031ec113f8e0a415c74c (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Esta dissertação apresenta a análise, modelagem e controle vetorial de um sistema de geração eólica tendo um gerador de indução duplamente alimentado como máquina primária e equipado com um conversor back-to-back para gerenciamento da potência entregue ou absorvida da rede elétrica, independentemente do tipo de carga instalada, por meio de compensação de reativos e filtragem ativa das correntes da rede. Para atingir este objetivo, a modelagem do sistema, bem como o projeto dos controladores foram desenvolvidos no ambiente de simulação Matlab®/Simulink®, em que o controle do conversor do lado do rotor realiza a regulação do torque e o controle de potência ativa e reativa, enquanto que o controle do conversor do lado da rede tem a função de manter a tensão do link-CC constante e produzir fator de potência unitário, compensando reativos oriundos do sistema de geração eólica e da carga instalada e atuando como um filtro ativo de potência, melhorando o índice de distorção harmônica da corrente da rede. Além disso, controladores proporcionais-ressonantes foram utilizados a fim de mitigar harmônicos gerados pelo conversor atuando no modo retificador. Também foi realizado o controle do ângulo de passo das pás da turbina, com a finalidade de obter a máxima potência para qualquer velocidade do vento. Os resultados obtidos permitiram avaliar o desempenho dos controladores, de modo que o fator de potência foi mantido unitário para variações abruptas de carga. Tem-se compensação harmônica para cargas não-lineares sendo extraída e gerada a máxima potência oriunda do vento. / This dissertation presents the analysis, modeling and vector control of a wind power system with a doubly-fed induction generator as a primary machine and equipped whit a back-to-back converter to manage power delivered to or absorbed from the grid, independently of the installed load type, through reactive compensation and active filtering of grid currents. To achieve this goal, the system modelling and the controller design was developed in the Matlab®/Simulink® software, where the rotor-side converter control regulates torque and control active and reactive power. The grid-side converter control has the function of maintaining the DC link voltage constant and produce unit power factor, compensating reactive power from the wind generation system and the installed load and acting as an active power filter, which improves the total harmonic distortion of the grid current. In addition, proportional-resonant controller was used to mitigate harmonics generated by the converter acting in the rectifier mode. The pitch angle controller also was made in order to obtain the maximum power for any wind speed. The results obtained allowed to evaluate the performance of the controllers, so that the power factor was unit for abrupt loads variation, there was harmonic compensation for nonlinear loads and the maximum power from the wind was extracted and generated. / CNPq: 13.2999/2016-1

A captação eficaz da energia eólica ocorre por meio de turbinas de três pás com ângulo de passo e velocidade de rotação ajustáveis, sendo o ajuste do ângulo de passo utilizado para limitar a captação de energia na ocorrência de ventos muito fortes e o ajuste da velocidade de rotação utilizado para maximizar a captação da energia cinética dos ventos fracos. Neste regime de operação, o gerador deve converter a energia mecânica de entrada, caracterizada por velocidade de rotação e conjugado variáveis, em energia elétrica de saída nos padrões da rede elétrica a que estão conectados, caracterizada por tensão de valor eficaz e freqüência constantes. No presente trabalho, a conversão eletromecânica de energia é realizada por um gerador de indução duplamente alimentado, excitado pelos enrolamentos rotóricos por meio de um conversor eletrônico. O comportamento estocástico dos ventos e as não linearidades significativas da turbina eólica e do gerador motivaram a utilização de controladores difusos, elaborados de acordo com a seguinte metodologia: a base de regras foi estabelecida a partir dos princípios físicos e da dinâmica desejada para o sistema em malha fechada; as funções de pertinência de entrada foram distribuídas de maneira a garantir uma maior sensibilidade nas regiões próximas ao valor de referência; a distribuição das funções de pertinência de saída proporciona um aumento significativo da intensidade da ação de controle conforme a saída do sistema se afaste do valor de referência; e, a sintonia fina foi feita pelo dimensionamento dos universos de discurso de maneira a garantir a estabilidade do sistema em malha fechada e a dinâmica desejada para a variável controlada. Os resultados das simulações computacionais de variações em degrau nos valores de referência, tanto da velocidade de rotação quanto da potência reativa, demonstram dinâmica estável, sem overshoot ou erro de regime permanente. Destaca-se que, em relação ao estado-da-arte, o controlador difuso da velocidade de rotação proporciona uma dinâmica semelhante, mas com uma ação de controle desprovida de transitórios e picos 65% menores e o controlador difuso de potência reativa impõe uma resposta 64% mais rápida. Os resultados de simulações computacionais de regimes reais de ventos ilustram as atuações do sistema de controle, no ângulo de passo e na velocidade de rotação da turbina, para proporcionar ao aerogerador uma operação suave e estável sob diversos regimes de vento, desde os mais fracos até os mais intensos e turbulentos. / The efficient capture of aeolic-energy occurs by means of three blades turbines with adjustable pitch-angle and angular-speed. The pitch-angle adjustment is utilized to limit the aeolic-energy capture when occur very strong winds and, the angular speed adjustment is utilized to maximize the capture of kinetic energy of weak winds. In this mode of operation the generator must convert the input mechanical energy, which is characterized by variable angular speed and variable torque, in the output electrical energy that must obey the standards of the electrical network with constant RMS-voltage and frequency, where the aeolic-generator is connected. In this work the electromechanical energy conversion is done by one double-fed induction generator excited by means of an electronic converter applied to the rotor winding. The air masses complex dynamics, the wind regime stochastic nature, and the turbine and generator non-linear behavior motivated the use of the fuzzy controllers, elaborated in agreement with the following methodology: the rule base was established from the system\'s physical principles and from the desired closed loop dynamics; the input membership functions was distributed so that ensure a bigger sensibility in the regions near the reference value; the output membership functions distribution provide a control action significant increase as the systems output move away from the reference value; and, the fine tuning was made via scaling universes of discourse. The computer simulation\'s results of the, rotational speed and reactive power, reference values step, demonstrated stable dynamics, without overshoot or steady state error. It is emphasize that, in relation to state-of-art, the fuzzy speed controller provide similar dynamic, but with a control action without transients and peaks 65% smaller and the fuzzy reactive power controller impose a 64% faster response. Some computer simulations of the wind real regime show the pitch-angle and turbine angular speed reactions so that to supply the wind generator with a soft and stable operation, from the weak winds up to the most strong and turbulent winds.

Introdução: A síndrome do intestino curto (SIC) representa um estado clínico de má absorção grave, e a gestão dietética de pacientes com SIC é extremamente desafiadora. Uma vez que o grau de desnutrição é frequentemente considerável, a intervenção dietética bem sucedida depende da estimativa mais exata possível das necessidades energéticas para prever as metas da terapia nutricional. Objetivo: Quantificar o gasto energético total (GET) em pacientes com SIC pelo método da água duplamente marcada (ADM). Materiais e Métodos: Neste estudo observacional, o GET foi mensurado pelo método da água duplamente marcada em 22 voluntários, 11 com SIC e 11 controles pareados por sexo, idade e IMC (grupo Controle). O GET foi estimado pela equação de Escott-Stump e a partir de acelerômetro, e foi comparado com o GET determinado pela ADM. O gasto energético em repouso (GER) foi mensurado por calorimetria indireta (CI) e comparado com o GER estimado pela equação de Harris e Benedict. O acelerômetro também foi utilizado para estabelecer o nível de atividade física. Resultados: Os participantes tinham idade (média ± DP) de 53 ± 8 anos. O GET medido por ADM foi significativamente menor no grupo SIC comparado ao grupo Controle (p < 0,01); no entanto, o GET estimado não diferiu significativamente entre os grupos. O GET medido foi significativamente maior do que o GET estimado por fórmula no grupo SIC, (respectivamente 1875 ± 276 e 1517 ± 175 kcal/dia, p < 0,01), assim como para o grupo Controle (2393 ± 445 e 1532 ± 178 kcal/dia, p < 0,01). No entanto, o GET medido foi significativamente menor do que o GET predito a partir do acelerômetro no grupo SIC (2075 ± 298 kcal/dia, p = 0,02), e não diferiu significativamente no grupo Controle (2207 ± 355 kcal/dia, p = 0,21). Não foram verificadas diferenças significantes entre o GER medido e predito para ambos, e entre os grupos. Conclusão: O GET medido em pacientes com SIC foi significativamente maior do que o GET estimado por fórmula, e foi menor quando comparado com os valores dos sujeitos controles. No entanto, o GET estimado a partir do acelerômetro, superestima o GET medido por ADM. As fórmulas atualmente utilizadas na prática clínica parecem subestimar as necessidades de energia de pacientes com SIC. Desta forma, adaptações da estimativa atual, aumentando as prescrições de ingestão energética nestes pacientes parecem ser adequadas para apoiar as necessidades diárias de energia e evitar a subnutrição. / Background: Short bowel syndrome (SBS) is a serious malabsorption disorder, and dietetic management of SBS patients is extremely challenging. Once the degree of undernutrition has been assessed, successful dietary intervention depends on the most accurate estimation and provision of energy needs to provide nutritional therapy goals. Objective: To quantify total energy expenditure (TEE) in SBS patients using the doubly labeled water (DLW) method. Design: In this observational study, TEE was measured by the DLW method in 22 participants, 11 with SBS and 11 gender-age-and BMI-matched controls (Control group). Predicted energy requirements were determined using the Escott-Stump equation and by using and accelerometer, and they were compared with TEE determined with DLW. Resting energy expenditure (REE) was measured using indirect calorimetry and compared with predict REE using the Harris and Benedict equation. The accelerometer was also used to determine physical activity level. Results: Participants were aged (mean ± SD) 53 ± 8 years. Measured TEE was significantly lower in the SBS group compared to the Control group (p < 0.01); however, predicted TEE did not differ significantly between the groups. Measured TEE was significantly higher than predicted TEE for the SBS group, (1875 ± 276 and 1517 ± 175 kcal/d, p < 0.01) and also for the Control group (2393 ± 445 and 1532 ± 178 kcal/d, p < 0.01) when determined by formula. However, measured TEE was significantly lower than predicted TEE (2075 ± 298 kcal/d, p = 0.02) for the SBS group, and did not differ for the Control group (2207 ± 355 kcal/d, p = 0.21) when determined by accelerometer. No significant differences were seen between measured and predicted REE both within and between groups. Conclusion: Measured TEE in SBS patients was significantly higher than predicted using standard equations, but also lower than values for age, BMI and gender-matched non-SBS controls. However, predicted TEE using accelerometer overestimated the measured TEE. Currently-used formulas in clinical practice appear to underestimate energy requirements of SBS patients. Therefore, adjustments to the current estimation, increasing the energy intake requirements in these patients appear to be adequate to support the daily energy requirements and avoid undernutrition.