Micrositing é o campo do posicionamento estratégico dos aerogeradores na área do parque eólico visando a con guração mais promissora em termos econômicos ou de produção. Dado que em terrenos complexos as características do vento variam na área do parque eólico de forma não-linear, emprega-se a modelagem numérica do vento por CFD para extrapolar os dados medidos para toda a região. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de uma metodologia de micrositing em terrenos complexos capaz de auxiliar no projeto do layout e seleção do tipo e altura de eixo do aerogerador que maximiza o fator de capacidade (FC) utilizando softwares livres de código aberto. A metodologia consiste na simulação do vento para várias direções de incidência, assimilação das medições, convers ão de velocidade em densidade de potência, ponderação por frequência de ocorrência de cada direção, sobreposição, seleção das coordenadas dos aerogeradores e cálculo do FC para diversas con gurações de tipo e altura de eixo dos aerogeradores. Veri cação, validação e seleção das constantes do modelo de turbulência é realizada anteriormente às simulações Veri cou-se que o modelo k- produziu um escoamento horizontalmente homog êneo e que o melhor desempenho na validação foi obtido com a escolha de constantes para escoamentos atmosféricos. A metodologia foi demonstrada em uma região de terreno complexo em que o FC do parque eólico proposto apresentou caráter convergente com o re no progressivo da malha, porém oscilatório em termos do número de direções simuladas. Por m, obteve-se FC brutos superiores a 40% para as cinco melhores con gurações e de aproximadamente 52% no melhor caso, indicando bom potencial eólico. A metodologia foi capaz de preencher uma lacuna na literatura cientí ca de micrositing ao possibilitar o planejamento do layout, tipo de aerogerador e altura de eixo, bem como a estimativa da produção e FC brutos da usina em terrenos complexos. Além disso, a estrutura de trabalho com o uso de recursos computacionais livres e de código aberto reforça o caráter de desenvolvimento contínuo, compartilhamento e transparência da metodologia. / Micrositing is the eld concerned with the strategic positioning of wind turbines in the wind farm area aimed at the most promissing con guration economically- or yield-wise. Given the wind characteristics vary non-linearly across the wind farm area in complex terrain, numerical wind modeling with CFD is employed to extrapolate the measured data to the whole site. The present work consists of the development of a micrositing methodology in complex terrain capable of assisting the layout project and selection of wind turbine type and hub height that maximizes the capacity factor (CF) using free and open-source software. The methodology consists of simulating the wind for a number of incoming directions, assimilation of measurements, conversion of wind speed into power density, weighing by frequency of occurrence of each direction, overlapping, selection of wind turbine coordinates and CF calculation for a number of wind turbine types and hub heights. Veri cation, validation and selection of turbulence model constants is performed previous to the simulations It was veri ed that the k- model is able to sustain horizontally-homogeneous ow and that the classic atmospheric ow constants performed best in the validation step. The methodology was demonstrated in a complex terrain region for which the proposed wind farm CF showed converging behavior with progressive mesh re nement, however oscillating with the number of wind directions simulated. Ultimately, CF greater than 40% were obtained with the ve best performing con gurations and approximately 52% in the best case scenario, suggesting good wind potential. The methodology was capable of lling a major gap in the scienti c literature of micrositing for allowing the layout planning, selection of wind turbine type and hub height, as well as gross production estimates and CF for the wind farm in complex terrain. Additionally, the free and open-source-based framework strengthens the continuous development, sharing and transparency of the methodology.

A transformação da paisagem, através de empreendimentos eólicos (aerogeradores) em grande escala, é um fenômeno relativamente novo no Rio Grande do Sul e no Brasil, datando da última década. Esse processo está intensificando-se, visto que a matriz energética brasileira continua em expansão, principalmente a geração eólica. Embora esse tipo de energia seja considerado de baixo impacto ambiental, a intrusão visual decorrida da inserção dos aerogeradores, ou o impacto negativo sobre a paisagem, é tema recorrente na literatura internacional. A partir desse fato, utiliza-se o Complexo Eólico de Osório, o mais antigo do Brasil, com o objetivo de apreender a percepção da paisagem, enfatizando a escala temporal. Dessa forma, questiona-se se as expectativas iniciais foram contempladas e como se dá a relação da população com o empreendimento ali sediado. Para tanto, usa-se o método da pesquisa social, com a paisagem como o fio condutor através da percepção, contando-se, ainda, com as narrativas encontradas nos meios de comunicação de grande alcance e as questões territoriais enquanto ferramentas auxiliares para uma maior compreensão dos dados obtidos. Como principais resultados, tem-se o entendimento de que os Parques Eólicos trouxeram mudanças significativas para o município, repercutindo, entretanto, de forma menos pronunciada na vida individual. A influência estética possui caráter eminentemente positivo, mas, atualmente, determinados segmentos estão atentando-se para o fato da expansão desses equipamentos nas paisagens, relativizando, então, a sua presença constante. Considerando o tempo futuro, ainda é altamente desejável a presença dos aerogeradores. Houve uma apropriação simbólica da figura do cata-vento por parte da população, ratificada e fomentada como algo positivo e grandioso pela mídia. Todavia, esse símbolo é usado, sobretudo, externamente, enquanto no discurso dos habitantes, predomina outras paisagens enquanto referências. No que tange ao ordenamento territorial, verifica-se a tecnocracia ambiental e a perda de autonomia como fatores inerentes ao processo. / The transformation of the landscape through wind farms (wind turbines) on a large scale is a relatively new phenomenon in Rio Grande do Sul and in Brazil, dating from the last decade. This process is intensifying, as the Brazilian energy matrix continues to expand, mainly wind power. Although this type of energy is considered of low environmental impact, visual intrusion elapsed from the insertion of wind turbines, or the negative impact on the landscape, it is a recurrent theme in the literature. From that fact, it uses Osório Wind Complex, the oldest of Brazil, in order to apprehend the perception of the landscape, emphasizing the temporal scale. This way, it is questionable whether the initial expectations were covered and how is the relationship of the population with the project based there. For this we use the method of social research, with the landscape as the thread through perception, counting also on the narratives found in the large range media and territorial issues as auxiliary tools for a greater understanding of the obtained data.The main results, is the understanding that wind farms have brought significant changes to the city, reflecting, however, less pronounced in the individual life. The esthetic influence has eminently positive character, but, currently, certain segments are paying attention to the fact that the expansion of these equipments in the landscape, relativising then his constant presence. Considering the future time, the presence of wind turbines it is still highly desirable. There was a symbolic appropriation of the windmill figure by the population, ratified and promoted as something positive and great by the media. However, this symbol is used mainly externally, while the speech of the inhabitants, predominates other landscapes as references. With regards to territorial organization, there is environmental technocracy, and loss of autonomy as inherent factors in the process.

Energia eólica pode ser convertida através de turbina de pequeno porte, inclusive em edificações residenciais e pequenos comércios, configurando a “geração distribuída”. Alguns benefícios de gerar a própria energia elétrica ainda não são conhecidos pela maioria das pessoas. No Brasil, o fato de receber créditos de energia ao gerar quantidade maior do que o consumo próprio, não é divulgado adequadamente pelas concessionárias de energia, nem pelos órgãos reguladores. Neste sentido, o presente trabalho apresenta um método para desenvolvimento e a implementação de um sistema de informação para área de energia eólica. O processo de elaboração do sistema foi derivado da metodologia RMM para desenvolvimento de aplicativos. A partir da metodologia proposta, o sistema foi implementado e disponibilizado ao público em geral. O sistema conta com um aplicativo de simulação de geração de energia com turbina eólica de pequeno porte. O aplicativo de simulação está dividido em sete seções onde o usuário poderá saber, por exemplo, quais as dimensões de uma turbina eólica para suprir toda sua demanda por energia elétrica. Além disso, o aplicativo informa características de quatro tipos de turbinas comerciais e quatro não comerciais, o valor de investimento no equipamento, o tempo de retorno deste investimento e o quanto de CO2 – gás do efeito estufa, o usuário deixa de emitir ao usar o sistema de geração simulado. O sistema de informação proposto está sendo avaliado com o uso de duas ferramentas: Google Analytics para se obter informações de acessos e Google Formulários, que possibilitou a obtenção de respostas relacionadas ao uso geral do sistema a partir de um questionário online. Em relação aos dados de acesso ao sistema, foram obtidas 5244 visualizações incluindo 1085 simulações realizadas em 243 dias monitorados. Durante este período, 1505 usuários de 9 países acessaram o sistema. Em relação ao questionário, aproximadamente dois terços responderam que consideram o aplicativo muito intuitivo e quase 85% dos que responderam consideram investir em um sistema de geração própria de energia após interagir com o sistema. / Wind energy can be converted through small turbine, including for use in residential buildings and small trades, creating the distributed generation. Some benefits of generating electricity itself are still not known for most people. In Brazil, the receipt of energy credits for generating amount greater than the actual consumption is not disclosed properly by power utilities, let alone by regulators. Thus, this work presents a method for the development and the implementation of an information system for wind energy area. The system development process was derived from the RMM methodology for application development. From the proposed methodology, the system was implemented and made available to the general public. The system has a simulation application for wind energy generation. The simulation application is divided into seven sections where the user can know, for example, what are the dimensions of a wind turbine to supply its entire demand for electricity. In addition, the application informs features of four types of commercial and four non-commercial turbines, the amount of investment in equipment, return time investment and how much CO2 avoid with use of the simulated turbine. The proposed information system is being evaluated using two tools: Google Analytics to obtain information access to the system and Google Form, which allowed obtaining answers related to the general use of the system from an online evaluation questionnaire. In relation to the system access data, 5244 visualizations were obtained, including 1085 simulations performed in 243 monitored days. During this time, 1505 users from 9 countries accessed the system. Regarding the questionnaire, approximately two-thirds responded that they considered the application very intuitive and almost 72% of respondents consider investing in a system of own power generation after interacting with the system.

A geração de energia elétrica por meio de aerogeradores de microporte vem ganhando espaço em várias partes do mundo; porém, estudos que descrevem e analisam este artefato, ainda são restritos se comparados a aerogeradores de médio e grande porte. Países como China e Estados Unidos, por exemplo, buscam cada vez mais estudar a microgeração de energia eólica, servindo como motivação para que exista maior número de estudos neste campo, também aqui no país. Neste sentido, a presente pesquisa apresenta análise de perfis NACA com diferentes ângulos de passo visando a microgeração de energia eólica. Para tanto realizou-se levantamento das velocidades de vento na parte superior de um prédio localizado no centro de Porto Alegre durante 5 dias e os perfis aerodinâmicos foram testados no programa computacional Q-Blade. Selecionou-se 3 perfis NACA (0012, 6409, 1412), 3 ângulos de passo (15º, 30° e 45º) e 5 velocidades de vento (de 1m/s à 5 m/s). Os modelos analisados foram obtidos através de impressão 3D. Foram então realizados ensaios aerodinâmicos utilizando o túnel de vento nos quais foram medidos o número de rotação por minuto (RPM), a velocidade de vento da partida da hélice, a tensão, corrente e a potência elétrica, geradas para diferentes configurações de ensaio. O trabalho contribui no sentido de auxiliar projetos que envolvam design e tecnologia que visem à melhoria da funcionalidade prática de microgeradores eólicos de eixo horizontal para as diversas aplicações possíveis. Os resultados apontam que o ângulo de passo de 45º apresenta os maiores índices de rotação, tensão, corrente e potência elétrica para todos os perfis NACA analisados, sendo o perfil NACA 0012 o de maior destaque em relação a esses mesmos parâmetros. / Electric power generation by small scale wind turbines has been gaining space in several parts of the world, however, studies that describe and analyze this artefact, are still more restrict in comparison to medium and large scale wind turbines. Countries such as China and the United States, for example, are increasingly seek to study wind power microgeneration, working as a motivator in order to increase the number of studies in the field, even here in the country. In this matter, the present research presents an analysis of NACA profiles with different pitch angles seeking wind energy microgeneration. In order to do so, it was gathered the wind speed of the top portion of a building located in central Porto Alegre during 5 days and the aerodynamic profiles were tested in the computer program Q-Blade. 3 NACA profiles (0012, 6409, 1412), 3 pitch angles (15º, 30° e 45º) and 5 wind velocities (1m/s to 5 m/s) were selected. The analyzed models were obtained through 3D printing. Aerodynamical tests were performed using the Wind tunnel and were observed the number of rotation per minute (RPM), the wind speed start of the propeller, electric tension, current and power generated for different test configurations. The work contributes to assisting projects that involves design and technology aimed at improving the practical functionality of horizontal axis wind generators for the various possible applications. The results indicate that the 45º pitch angle presents the highest rates of rotation, electric tension, current and power for all the NACA profiles analyzed, with the NACA 0012 profile being the most prominent in relation to these same parameters.

Este trabalho investiga o comportamento transitório da topologia de turbina eólica baseada em Doubly Fed Induction Generator (DFIG) ao simular faltas nos terminais do estator e rotor da máquina. Um modelo DFIG foi simulado no software Matlab/Simulink utilizando uma fonte de tensão com equivalente de Thévenin para simular a rede elétrica, um transformador de interface, uma máquina de indução de 2,0MVA e conversores fonte de tensão de dois níveis VSC conectados na topologia back-to-back. O controle dos conversores foi concebido a partir da estratégia de controle vetorial utilizando controladores PI projetados a partir do Método Ótimo Simétrico. A proteção crowbar e proteção de corrente dos conversores também foram implementados na simulação e depois validados para simular o comportamento aproximado do sistema DFIG real e, assim, verificar o comportamento transitório do DFIG no momento de faltas monofásicas, bifásicas e trifásicas nos terminais da máquina. Essa pesquisa possibilitou analisar o transitório eletromagnético a partir de gráficos de grandezas coletadas em vários pontos do sistema no momento dos disturbios, permitindo mostrar a influência do conversor back-to-back no comportamento do sistema, além de proporcionar uma base teórica do modelamento dinâmico, detalhar o projeto de controle do conversor back-to-back e projetar duas das principais proteções do sistema DFIG. Para isso, foi simulado seis casos de falta nos terminais da máquina, coletado gráficos e feito análises detalhadas do comportamento de nove grandezas distintas. Este trabalho proporciona uma base teórica do modelamento dinâmico, detalhamento do projeto de controle do conversor back-to-back, projeto de duas das principais proteções do sistema DFIG e análise do comportamento dinâmico do sistema máquina-conversores no momento de distúrbios. / This work investigates the behavior of the topology of the wind turbine based on Doubly Fed Induction Generator (DFIG) when simulating faults in the stator and rotor machine terminations. A DFIG model was simulated in the Matlab / Simulink software using a Thevenin voltage source equivalent to simulate an electrical network, an interface transformer, a 2,0MVA induction machine and two-level VSC voltage source converters connected in the back-to-back topology. The converter\'s control was conceived from the vector control strategy using PI controllers tuned with Symmetric Optimum Method. The crowbar protection and current protection of the inverters were also implemented in the simulation and then validated to simulate the approximate behavior of the real DFIG system and then to verify the transient behavior of the DFIG at the moment of singlephase, two-phase and three-phase faults at the machine terminals. This research makes it possible to analyze the electromagnetic transient from graphs of quantities collected at various points of the system at the time of the disturbances, allowing to show the influence of the back-to-back converter on the behavior of the system, in addition to a theoretical basis of dynamic modeling, detailing the control design of the back-to-back converter and designing two of the main DFIG system protections. For this, six fault cases were simulated at the machine terminals, collected graphs and performed detailed analyzes of the behavior of nine different quantities. This work provides a theoretical basis for dynamic modeling, detailing the control design of the back-to-back converter, designing two of the main protections of the DFIG system and analyzing the dynamic behavior of the machine-converter system at the time of disturbances. The objective of this investigation is to discover information still scarce in the literature about the transient behavior of the DFIG topology, including the generating unit, CC link and converters at the moment of internal faults to the system.

O setor de micro e minigeração de energia elétrica encontra-se num estágio inicial de desenvolvimento no Brasil que pode ser considerado aquém de suas potencialidades em contraste com os recursos energéticos renováveis do país, passados três anos do estabelecimento dos primeiros incentivos de órgãos públicos e privados e da promulgação de regulações específicas voltadas para o setor, indicando uma possível conjuntura atual insuficiente para um crescimento mais consistente e dinâmico. Com tal problemática em vista, a presente dissertação tem como objetivo contribuir no desenvolvimento do setor nacional de micro e minigeração eólica e solar, tecnologias com maior potencial de instalação, apresentando propostas de ações que podem solucionar questões econômicas, técnicas e regulatórias que possivelmente estão dificultando o alcance de um maior equilíbrio de interesses entre os principais agentes envolvidos nesta atividade econômica, ou seja, potenciais usuários, concessionárias de energia, fabricantes e órgãos do governo, aumentando a atratividade e dinamizando os negócios no setor, com benefícios diretamente estendidos ao desenvolvimento do país como um todo. A construção das propostas teve como base o estudo da atual conjuntura e a identificação de possíveis barreiras existentes ao desenvolvimento da micro e minigeração de energia elétrica no Brasil através de análise crítica e mensurável da atual maturidade do setor, isto é, do atual estágio de desenvolvimento e da margem de evolução possível nos aspectos mais relevantes para esta atividade, ou seja, regulações, incentivos, capacidade tecnológica e capacitação profissional. Além disso, observou-se que grande parte dos brasileiros desconhece o tema, porém, depois que cientes do assunto, o percebem como relevante e demonstram disposição significativa para adotar tais sistemas de geração renovável em suas unidades consumidoras. Por fim, avaliou-se que caso ao menos parte das ações descritas nas propostas forem efetivamente implantadas, a perspectiva é que haja uma evolução no ambiente técnico e econômico do setor no país, tornando-o favorável ao desenvolvimento da atividade de micro e minigeração de energia. Espera-se que as propostas apresentadas nesta dissertação possam ser utilizadas como base para trabalhos futuros de instituições governamentais e privadas, fabricantes, centros de pesquisas, universidades e demais interessados no assunto para serem validadas, aperfeiçoadas e detalhadas para um possível estabelecimento no país. Assim, o trabalho apresenta que se houver desenvolvimento de ambiente favorável, o Brasil desponta como país com alto potencial no mercado de micro e minigeração de energia elétrica e que há possibilidades de ações governamentais e privadas, passíveis de discussões e estudos, para fomentar este ambiente. / The micro and mini electricity power generation sector is at an early stage of development in Brazil that can be considered below of its potential in contrast to the country renewable energy resources, three years after the establishment of the first public and private incentives and the enacting of specific regulations for the sector, indicating a possible insufficient conjuncture for a more consistent and dynamic growth. Considering this problematic, the purpose of this work is to contribute to the development of national micro and minigeneration industry by wind and solar photovoltaic resources, technologies with greatest potential for being installed currently, presenting action proposals that can solve economic, technical and regulatory issues that possibly are hampering the achievement of a better interests balance between the major players involved in this economic activity, i.e., potential users, distribution companies, manufacturers and government agencies, increasing attractiveness and boosting business in this sector, with benefits directly extended to the environment and to the development of the country as a whole. The construction of the proposals was based on the study of the current situation and identifying possible existing barriers to Brazil micro and minigeneration development through a critical and measurable analysis of the current sector maturity, in other words, the current stage of development and the margin of possible evolution on the most relevant aspects of this activity, i.e., regulations, incentives, technological capacity and workers professional training. Furthermore, it was observed that most Brazilians are not familiarized with this subject, but after aware, they perceive it as relevant and demonstrate significant willingness to adopt such renewable generation systems in their consumer units. Finally, it was evaluated that if at least some of the actions described in the proposals are effectively implemented, the perspective is for a technical and economic environment progress, making it favorable for a micro and minigeneration energy activity development. It is expected that the proposals presented in this thesis can be used as a basis for future works of government and private institutions, manufacturers, research centers, universities and others interested in the subject to validate, improve and detail them for a possible establishment in the country. As a result, the thesis presents that if a favorable environment is developed, Brazil can stand out as a country with high potential in the micro and minigeneration electricity market and that there are possibilities of government and private actions, likely to discussions and studies, to foster this environment.

Nessa dissertação foram analisados os Relatórios de Impacto Ambiental Rima de Belo Monte (PA) e das Centrais Eólicas de Guajirú, Mundaú e Estrela , no litoral cearense. Essa análise foi feita com o objetivo de se levantar os impactos que foram negligenciados pelos estudos de forma demonstrar que independentemente da natureza, localização e dimensão os empreendimentos elétricos compartilham uma lógica em comum de como eles se relacionam com a sociedade e ambiente, nos quais estão inseridos. Para isso, além dos Rimas foram usadas fontes secundárias e se realizou entrevistas semiestruturadas com representantes das comunidades atingidas pelas Centrais Eólicas de Trairi a única central eólica desse complexo que não foi considerada nesse estudo foi a de Flecheiras I que se encontra distante das comunidades, o que inviabiliza o levantamento de fontes primárias para a análise. A escolha desses casos se deveu à natureza, dimensão e localização diferentes dos empreendimentos, além da disponibilidade de Rimas das centrais eólicas do Ceará, já que pela dimensão reduzida dos empreendimentos eólicos em muitos estados brasileiros não há a necessidade da elaboração desse tipo de documentos. Para se atingir os objetivos propostos o trabalho se dividiu em duas partes, nas quais se pontuam e se analisam os impactos em cada um dos Rimas dos casos analisados, para em seguida, na conclusão, serem relacionados de forma a evidenciar a existência de uma lógica de posicionamentos. Dentre os impactos analisados percebe-se uma sistemática de exclusão de grupos populacionais, como os ribeirinhos, grupos indígenas em Belo Monte, e as comunidade circunvizinhas em Trairi. Além dessas exclusões, foi percebida a presença de lacunas metodológicas em relação aos levantamentos dos impactos em relação a fauna. Nessa fase da análise foram encontrados problemas nos levantamentos em relação as populações de quirópteros morcegos , em Trairi, e de quelônios, em Belo Monte. A partir dessa análise percebeu- se que há um expediente de negligenciamento dos impactos sobre a fauna, já que se verificou falhas metodológicas que impedem que se cheguem a conclusões em linha com o verificado em estudos que consideraram de um número de indivíduos maior. Isso pode ser verificado no caso dos impactos sobre a ictiofauna, no qual o Rima de Belo Monte considera espécies de peixes que só são encontradas em outras regiões do Brasil o que acaba inflando o número de espécies encontradas no rio Xingu. Outro ponto que se levanta é em relação ao patrimônio arqueológico que em todos os casos analisados sofrem de ausência de ações mitigatórias e deficiências na metodologia usada. Posto isso, podemos pontuar que apesar da natureza, localidade e dimensão diferente os casos analisados apresentam características semelhantes no tratamento da sociedade e ambiente que excluem e negligenciam impactos visando a redução de possíveis custos de mitigação e facilitação na obtenção das licenças necessárias para a instalação e operação dos empreendimentos. / In this dissertation, the Environmental Impact Reports Rima of Belo Monte (PA) and the wind energy power plants of Guajirú, Estrela and Mundaú, were analyzed in the Ceará coast. This analysis was done with the aim of raising the impacts that were neglected by studies to demonstrate that regardless of the nature, location and dimension of electrical ventures share a common logic of how they relate to society and environment, in which they are inserted. In addition to the Rimas, secondary sources were used, and was carried out with a few structured interviews with representatives of the communities affected by the Trairi the only wind central of this complex which was not considered in this study was that of Flecheiras I that is distant from the communities, which makes it impossible to survey primary sources for analysis. The choice of these cases was due to the different nature, size and location of the ventures, as well as the availability of Rimas from the wind power plants of Ceará, since by the reduced size of the wind farms in many Brazilian states there is no need for the elaboration of that type of documents. To achieve the proposed goals the work was divided in two parts, in which they score and analyse the impacts on each of the Rimas of the analyzed cases, then, in conclusion, to be related in order to highlight the existence of a logic of positioning. Among the impacts analyzed a systematic exclusion of population groups, such as the beiradeiros, indigenous groups in Belo Monte, and the surrounding community in Trairi. In addition to these exclusions, there was a perceived presence of methodological gaps in relation to the withdrawals of the impacts on fauna. At this stage, problems were encountered in the surveys of the populations of Chiroptera bats in Trairi, and turtles in Belo Monte. From this analysis it has been realized that there is a expedient disregard of the impacts on the fauna, since there has been a methodological flaw that prevents it from reaching conclusions in line with the verified studies that have considered a number of larger individuals. This can be verified in the case of the impacts on the Ichthyofauna, in which the Rimas of Belo Monte considers fish species that are only found in other regions of Brazil, which ends up inflating the number of species found in the Xingu River. Another point that arises is relative to the archaeological heritage that in all cases analyzed on the absence of Mitigating actions and deficiencies in the methodology used. With that, we can punctuate that despite the nature, locale and different dimension the analyzed cases have similar characteristics in the treatment of society and environment that exclude and neglect impacts aiming at reducing possible mitigation costs and facilitation in obtaining the necessary licenses for the installation and operation of the enterprises.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2011-03-30T17:58:27Z No. of bitstreams: 2 VIEIRA, João Paulo AbreuPPGEngenharia Elétrica.pdf: 1787430 bytes, checksum: 12e80b0ff02b230fff69887679ac8338 (MD5) license_rdf: 22876 bytes, checksum: 0a4e855daae7a181424315bc63e71991 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-30T17:58:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 VIEIRA, João Paulo AbreuPPGEngenharia Elétrica.pdf: 1787430 bytes, checksum: 12e80b0ff02b230fff69887679ac8338 (MD5) license_rdf: 22876 bytes, checksum: 0a4e855daae7a181424315bc63e71991 (MD5) Previous issue date: 2009 / Na presente tese propõe-se uma metodologia de ajuste ótimo dos controladores do conversor interligado ao rotor de aerogeradores de indução duplamente excitados (DFIG), utilizando algoritmos genéticos (AG), com o objetivo de melhorar a segurança e a robustez do sistema elétrico de potência, permitindo que os aerogeradores DFIG participem da gestão técnica do sistema. Para garantir este objetivo, é utilizada uma estratégia de proteção do tipo “crow-bar” durante a falta, mantendo o conversor interligado ao rotor conectado à máquina. Imediatamente após a eliminação da falta, o “crow-bar” é desativado, e simultaneamente os controladores ótimos do conversor interligado ao rotor são acionados, previamente ajustados pelo AG, a fim de melhorar a capacidade de sobrevivência a afundamentos de tensão “ridethrough capability” e a margem de estabilidade global do sistema elétrico. Para validação da metodologia ótima desenvolvida foram realizadas simulações computacionais utilizando uma rede elétrica real, em três condições operacionais distintas. / It is proposed in this thesis a methodology to obtain optimal controllers gains for the rotorside converter of doubly fed induction generators (DFIGs) using a genetic algorithm approach. The main objective is to enhance the operational security and robustness of the power system, by a more effective contribution of the DFIG controllers to the system controllability. To reach this goal, the crow-bar protection scheme is activated during the fault period when severe voltage sags occur in order to maintain the rotor-side converter connected to the DFIG. Immediately after the fault is cleared the crow-bar protection scheme is deactivated and simultaneously the rotor-side converter optimal controllers are turned on which permits the improvement of the converter ride-through capability and also contribute to enhance the overall power system stability margin. The effectiveness of this proposed methodology was assessed for the DFIG-based plants using a real electrical network, in three different operational conditions.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e simulação de um Controlador Supervisório Inteligente para sistemas híbridos de energia de pequeno porte. O controlador utiliza técnicas de inteligência artificial, baseadas em redes neurais artificiais e lógica neuro-fuzzy, para realizar previsões de velocidade de vento e demanda de curto prazo, permitindo a tomada de decisões otimizadas de despacho para o sistema híbrido de energia. Os principais objetivos do controlador são: o atendimento à carga, a maximização na utilização da fonte renovável eólica e a redução da participação do gerador diesel, assim como são tomados procedimentos adequados para preservar a vida útil da bateria. Um modelo computacional foi criado para calcular o balanço energético de qualquer sistema híbrido a partir de séries de dados medidos de demanda e velocidade de vento. A avaliação do desempenho do controlador foi realizada comparando-se os resultados obtidos com dois outros algoritmos comumente usados para controle de sistemas híbridos. Também foi feita uma análise econômica simplificada usando a figura de mérito do custo de ciclo de vida (CCV) para destacar as vantagens do novo controlador supervisório inteligente para sistemas híbridos. / This work presents the development and simulation results of an Intelligent Supervisory Controller for hybrid power systems. The controller uses artificial intelligence techniques, based on artificial neural networks and neuro-fuzzy logic, to forecast both wind power and load, and to take optimal dispatch decisions for hybrid power systems. The main controller objectives are: supply the load, priorize wind power and minimize diesel contribution while following appropriate procedures to preserve batteries life. A simulation tool has been created to compute the energy balance of any hybrid system using measured load and wind speed time series. The performance analysis was carried out by comparing the simulation results against two other common hybrid systems\' control algorithms. Also, a simplified life cycle cost analysis (CCV) has been executed in order to point out the economic advantages of the new intelligent supervisory controller for hybrid power systems.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6455_1.pdf: 3207032 bytes, checksum: 297d786de0f57e8107f170bb4300ad71 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia simplificada baseada nos dados atualmente disponíveis, para demonstrar a estimativa preliminar de produção de energia eólica offshore no Brasil através de um estudo de caso com aplicação de aerogeradores. O Brasil possui cerca de 3,6 milhões de km² na sua Zona Econômica Exclusiva, área que pode ser aproveitada para a produção de energia eólica offshore. O estudo de caso foi realizado para a Ilha de Itamaracá no estado de Pernambuco com o intuito de suprir a demanda energética da Ilha, cujo consumo no ano de 2010 foi de 28.667 MWh. Realizou-se uma análise dos ventos no local através de um mapa eólico do oceano medido a 10 m de altura e com isso foi feita uma extrapolação da velocidade do vento para 90 m através da Lei Logarítmica. Calculou-se a distribuição de frequência de Weibull e a produção anual de energia. Analisou-se também a profundidade da água através da carta náutica para a definição de um local para aplicação dos aerogeradores. O resultado apresentado mostrou que três aerogeradores de 3 MW de potência à velocidade calculada de 7,15 m/s gerariam em torno de 30.000 MWh/ano, o que são suficientes para garantir energia durante todo o ano para a Ilha de Itamaracá