CHAVES, C. M. N. M. Utilização do modelo numérico WRF para fins de geração eolioelétrica: estudo de caso para Maracanaú, Ceará. 2013. 57 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-07-01T16:06:12Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_cmnmchaves.pdf: 6997687 bytes, checksum: 9d64c6faf666abe342cf3f71856b1d53 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-07-22T16:44:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_cmnmchaves.pdf: 6997687 bytes, checksum: 9d64c6faf666abe342cf3f71856b1d53 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-22T16:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_cmnmchaves.pdf: 6997687 bytes, checksum: 9d64c6faf666abe342cf3f71856b1d53 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / This paper analyzes the mesoscale model WRF (Weather Research And Forecast) to verify its reliability in use as a research tool in areas with potential for eolioeletric generation. The area chosen for study was a farm located in Maracanaú in the state of Ceará. On the farm was installed an anemometer tower of 80 meters high with three anemometers, 1 windsock, 1 temperature sensor and a pyranometer, all sensors connected to a datalogger. The data collected in this tower were used for comparison with the data obtained through simulations in WRF. In the simulations the model was evaluated for two different climatic conditions in the region, the rainy and the dry seasons. The periods chosen to perform the simulations are: March/2012 (representing the rainy season) and November/2011 (representing the dry season). Was performed five sensitivity tests, which were exchanged in the parameterizations of the Planetary Boundary Layer (PBL), Surface Layer (CS) and Ground Surface Model (GSM). The simulation results were evaluated according to the Pearson's correlation method, that one has parameter values from -1 to 1 which presents an index of correlations ranging from bad (-1) to great (1). The simulation with the best performance in the dry and rainy periods presented values for correlations of 0.76 and 0.58, respectively, considered good and fair to the Pearson's parameters. The model was able to satisfactorily represent the local wind behavior for the dry season of the year, and more research is needed in the area to analyze how the model behaves in the representation of the rainy season. Thus, this model provides satisfactory results to be used as a tool for evaluate areas with potential for eolioeletric generation, more research is needed to fit better / O presente trabalho analisa o modelo de mesoescala WRF (Weather Research and Forecast) para verificar a sua confiabilidade na utilização como ferramenta de investigação de áreas com potencial para geração eolioelétrica. A região escolhida para estudo foi uma fazenda localizada no município de Maracanaú, no estado do Ceará. Na fazenda foi instalada uma torre anemométrica de 80 metros de altura com 3 anemômetros, 1 biruta, 1 sensor de temperatura e um piranômetro, todos os sensores conectados a um datalogger. Os dados coletados nesta torre foram utilizados para comparação com os dados obtidos através das simulações no WRF. Nas simulações o modelo foi avaliado para duas situações climatológicas distintas na região, o período chuvoso e o seco. Os períodos escolhidos para realizar as simulações são: março/2012 (representando o período chuvoso) e novembro/2011 (representando o período seco). Foram realizados cinco testes de sensibilidade, nos quais foram permutadas as parametrizações da Camada Limite Planetária (CLP), Camada de Superfície (CS) e o Modelo de Solo Superfície (MSS). Os resultados das simulações foram avaliados segundo o método de correlação de Pearson, método este que possui parâmetros de valores de -1 a 1 onde apresenta um indicativo de correlações que vão de péssimas (-1) a ótimas (1). A simulação com o melhor desempenho no período seco e chuvoso apresentaram valores de correlações de 0,76 e 0,58, consideradas forte e moderada, para os parâmetros de Pearson, respectivamente. O modelo conseguiu representar de forma satisfatória o regime de vento local para a estação seca do ano, sendo necessárias mais pesquisas na área para analisar como o modelo se comporta na representação do período chuvoso. Assim este modelo apresenta resultados satisfatórios para ser utilizado como ferramenta para avaliação de regiões com potencial em geração eolioelétrica, sendo necessárias mais pesquisas para ajustá-lo melhor

BEZERRA, G. R. Modelagem e controle do conversor CC-CC Buck-Boost usando técnicas paramétricas de identificação. 2015. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-07-30T17:26:04Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_grbezerra.pdf: 1447559 bytes, checksum: 3e215efd93000ef742727dc384ddeced (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-07-31T14:02:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_grbezerra.pdf: 1447559 bytes, checksum: 3e215efd93000ef742727dc384ddeced (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-31T14:02:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_grbezerra.pdf: 1447559 bytes, checksum: 3e215efd93000ef742727dc384ddeced (MD5) Previous issue date: 2015-04-16 / This work presents procedures for modeling a Buck-Boost converter based on offline parametric identification techniques, with employment of black box and gray box models. For the identification of the control-to-output-voltage transfer function, the nonlinear Hammerstein model is employed, a particularly interesting structure to identify DC-DC converters for its ability to incorporate nonlinear static characteristic aside from the dynamic behavior of the plant. The identification of the mentioned transfer function is achieved from input and output data, obtained in simulations. In order to identify transfer function parameters, a restricted least squares algorithm is used. As for the identification of the control-to-inductor-current transfer function, a linear black box first order model is considered, with its parameters being determined from system’s frequency response. In order to show the model’s utility, a control system is designed based on the identified expressions. The control system employed is the digital version of type 3 compensator for the voltage loop and type 2 compensator for the current loop, both operating under or logics. The identification results of the system presented excellent agreement between the obtained parametric models and the converter’s behavior, showing the reliability of the identification techniques employed in this work. Furthermore, the control system designed from the identified transfer functions presented good performance, providing stability and quick disturbance rejection, bolstering the validity of parametric identification methods applied to the Buck-Boost converter / Este trabalho apresenta procedimentos para a modelagem de um conversor Buck-Boost com base em técnicas de identificação paramétricas offline com emprego de modelos matemáticos tipo caixa preta e caixa cinza. Para a identificação da função de transferência que relaciona a tensão de saída e a razão cíclica, é empregado o modelo não linear de Hammerstein, estrutura particularmente interessante para aplicação em identificação de conversores CC-CC por incorporar a característica estática não linear da planta de forma dissociada ao seu comportamento dinâmico. A identificação da função de transferência citada é feita a partir de dados de entrada e saída do sistema, medidos em simulação. Para determinação dos parâmetros da função de transferência que relaciona a tensão de saída e a razão cíclica, é utilizado um algoritmo de mínimos quadrados não recursivo com restrições. Quanto à identificação da função de transferência que relaciona a corrente no indutor e a razão cíclica, é empregado um modelo caixa preta linear de primeira ordem, sendo os parâmetros de tal modelo determinados a partir da resposta em frequência do sistema. Visando mostrar a utilidade dos modelos paramétricos, é realizado um projeto de controle com base nas expressões identificadas. O sistema de controle adotado é a versão digital de um compensador tipo 3 para a malha de tensão e de um compensador tipo 2 para a malha de corrente, que operam de forma alternada segundo a lógica ou. Os resultados de identificação do sistema apresentam uma excelente concordância entre os modelos paramétricos obtidos e o comportamento do conversor, mostrando a confiabilidade das técnicas de identificação empregadas nesse trabalho. Adicionalmente, o sistema de controle projetado a partir das funções de transferência estimadas apresentou bom desempenho, garantindo estabilidade e rápida rejeição a distúrbios, reforçando a validade dos métodos de identificação paramétrica aplicados ao conversor Buck-Boost

SANTOS, C. A. dos. Análise e projeto de um conversor NPC para interligação de sistemas de conversão de energia à rede elétrica. 2011. 170 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-06T14:34:42Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_casantos.pdf: 3669941 bytes, checksum: ed41c69ffa03953f41a19263de9f2307 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-06T14:35:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_casantos.pdf: 3669941 bytes, checksum: ed41c69ffa03953f41a19263de9f2307 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-06T14:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_casantos.pdf: 3669941 bytes, checksum: ed41c69ffa03953f41a19263de9f2307 (MD5) Previous issue date: 2011 / This work deals with the study of a three-level inverter with Neutral Point Clamped (NPC), proposed for the interconnection of energy conversion systems to the grid. In order to accomplish a complete study an inductive L is proposed and, vector control techniques, and PLL technology as synchronization method are used. Equations are developed for the determination of the losses of the converter, which can be applied to various PWM techniques. Three Modulation techniques are presented: Phase Disposition modulation (PD), modulation with injection of the third harmonic (THIPWM) and carrier-based space vector modulation (SVPWM-CB). The complete modeling system is presented, as well as an example for designing a system of 6 kW. Numerical simulations are performed for different study cases, validating the converter design and modeling developed. The simulation results show that the proposed NPC converter is fully satisfactory, the converter being able to control the power flow (unity power factor) and deliver to the reactive network when required. / Neste tabalho é realizado o estudo de um conversor de três níveis com ponto neutro grampeado (NPC), proposto para a interligação de sistemas de conversão de energia à rede elétrica. Para tanto é utilizado um filtro indutivo L, técnicas de controle vetorial, e a técnica PLL como método de sincronismo. São desenvolvidas equações para a determinação das perdas do conversor, as quais podem ser aplicadas a diversas técnicas de modulação PWM. Três técnicas são apresentadas: modulação PD; modulação com injeção de terceiro harmônico (THIPWM); e modulação vetorial baseada em portadora (CB-SVPWM). Toda a modelagem do sistema é apresentada, bem como um exemplo de projeto para um sistema de 6 kW. São realizadas simulações computacionais para diferentes estudos de caso, validando o projeto do conversor e a modelagem desenvolvida. A resposta às dinâmicas do sistema é satisfatória, sendo o conversor capaz de controlar o fluxo de potência ativa (com fator de potência uniário) e reativa entregues à rede.

MACIEL, Andressa Aby Farraj Linhares. 2007. 239 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza-CE, 2007. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2012-03-06T12:42:11Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_aaflmaciel.pdf: 2299610 bytes, checksum: bceaa8035134fba48769a88634d35908 (MD5) / Approved for entry into archive by Eliene Nascimento(elienegvn@hotmail.com) on 2012-03-07T11:37:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_aaflmaciel.pdf: 2299610 bytes, checksum: bceaa8035134fba48769a88634d35908 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-07T11:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_aaflmaciel.pdf: 2299610 bytes, checksum: bceaa8035134fba48769a88634d35908 (MD5) Previous issue date: 2007 / Vitamin A (retinol) is an essential nutrient that is necessary in small amounts for normal functioning of the visual system, immune function and reproduction. Our group has investigated the effect of oral dosis of vitamin A on the early childhood diarrhea in our prospective community-based studies in high endemic areas in the Northeast of Brazil and has found a benefit of retinol therapy in reducing the mean duration but not the incidence of diarrheal episodes. In this study, we have explored the role of retinol supplementation in intestinal cell lines, following Clostridium difficile toxin A (TxA) cytotoxic challenge. C. difficile is the most common anaerobic pathogen that causes antibiotic-associated diarrhea and pseudomembranous colitis. We have focused on changes in transepithelial electrical resistance (TER) in Caco-2, a more differentiated intestinal cell line, and on models of proliferation, migration and cell death in IEC-6 cells, an undifferentiated crypt cell line, following or not by TxA-induced cell injury. The results showed retinol alone increased the TER, cell migration and proliferation, and also promoved significant reduction of apoptosis and necrosis, however this effect was not observed at the cell proliferation. To study the retinol effect on the TxA-induced loss of TER, cells were exposed during 24h to 0,1μg/mL TxA. Retinol improved TER (% of initial value) at the concentrations of 0,1nM and 0,3nM at 3h (59,3±1,3; 69,8±0,6 vs 59,3±1,3Ωcm2, respectively), and at 4h (36,1± 0,02; 33,5± 1,8 vs 27,3±0,2Ωcm2, respectively) in relation to the untreated control challenged with TxA. During this time there was no influence of the cell proliferation in the Caco-2 cells. Retinol increased cell proliferation after TxA-induced cell damage (0,1μg/mL) at a rate of 14,2%, 23,8%, 59,8%; 8,4%; 30,2%; 44,1% after 24h (doses of 0,01; 0,03; 0,1; 1,0; 10; 100nM of retinol, respectively), compared to controls only with TxA. After 24h of TxA exposure (0,01μg/ml), following plate scraping, the retinol supplementation improved significantly IEC-6 migration at the concentrations of 0,1-100nM in rate of 30-80% and 60-100%, in 12h and 24h, respectively. Retinol reduced TxA-induced apoptosis and necrosis at the concentration of 0,03: 0,1; 1; 10 and 100nM, p<0.05, in comparison to the control with TxA. These results suggest that retinol has a critical role in reducing apoptosis, improving cell migration and proliferation and preventing the reduction in TER, following TxA challenge, suggesting that vitamin A is an essential nutrient to protect the intestinal epithelial barrier function. / A vitamina A (retinol) é um nutriente essencial necessário em pequenas quantidades para o funcionamento normal do sistema visual, função imune e reprodução. Nosso grupo de pesquisa investigou o efeito de altas doses por via oral em crianças com diarréia em estudos prospectivos em comunidade em áreas endêmicas no Nordeste do Brasil e encontrou benefícios terapêuticos com a utilização do retinol na redução da média de duração da diarréia, porém não houve diminuição da incidência de episódios diarréicos. Esse estudo explorou o papel da suplementação do retinol em linhas de células intestinais frente ao dano citotóxico da Toxina A do C. difficile (TxA). O C. difficile é principal patógeno causador da diarréia associada ao uso de antibióticos e da colite pseudomembranosa. Investigou-se alterações da resistência elétrica transepitelial (TER) em células Caco-2, e nos modelos de proliferação, migração e morte celular em IEC-6, após a injúria induzida pela TxA. Os resultados mostraram que a suplementação do retinol, principalmente no meio sem glutamina, aumentou a TER, migração celular, como também promoveu uma redução significativa da apoptose e necrose, porém este efeito não foi visto no modelo de proliferação celular. Para estudar a modulação do retinol na diminuição da TER induzida pela TxA, as células foram expostas a TxA (0,1μg/mL) durante 24h. O retinol aumentou a TER (% do valor inIcial) nas concentrações de 0,1 e 0,3nM às 3h (59,3±1,3; 69,8±0,6vs 59,3±1,3Ωcm2,respectivamente), e às 4h (36,1±0,02; 33,5±1,8 vs 27,3±0,2Ωcm2,respectivamente) em relação ao controle sem retinol e com TxA. Nesses intervalos de tempo não houve influência da proliferação celular nas células Caco-2. O retinol aumentou a proliferação celular na lesão induzida pela TxA (0,1μg/mL) em 14,2; 23,8; 59,8; 8,4; 30,2; 44,1% (0,01; 0,03; 0,1; 1,0; 10; 100nM de retinol, respectivamente), após 24h comparado com controle com TxA. Depois de 12 e 24h de exposição a TxA (0,01μg/mL), seguido do arranhão na monocamada da células IEC-6, a suplementação do retinol aumentou significantemente a migração nas concentrações de 0,1-100nM em uma taxa de 30-80% e 60-100%, nas 12h e 24h, respectivamente. O retinol reduziu a apoptose e a necrose induzida pela TxA nas concentrações de 0,03-100nM, em comparação com controle com a TxA. Os resultados sugerem que o retinol exerce um importante papel na redução da apoptose, em aumentar a migração e proliferação e em prevenir a redução da TER, na lesão pela TxA, sugerindo que a vitamina A é um nutriente essencial na proteção na barreira funcional epitelial.

CORREIA, W. B. Contribuições ao estudo de sistemas SISO e MIMO com atraso de transporte. 178 f. 2016. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-11T13:47:50Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_wbcorreia.pdf: 4781408 bytes, checksum: aa1f9cf41061276fc4662b1c117a0dda (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-16T17:09:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_wbcorreia.pdf: 4781408 bytes, checksum: aa1f9cf41061276fc4662b1c117a0dda (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T17:09:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_wbcorreia.pdf: 4781408 bytes, checksum: aa1f9cf41061276fc4662b1c117a0dda (MD5) Previous issue date: 2016-01-22 / This work presents a contribution to the study of control of dead-time systems. Within this context, it is presented a literature review covering from the Smith predictor until its recent variations. For the state space representation dead-time is normally dealt under the discrete-time perspective, where it is included as state augmentation. In the first case, this work proposes a novel control structure with simple tuning rules, able to deal with single input and output systems that presents multiple delays due to multiple internal paths. However, the design method allows the proposed structure to be readily applied for the single delay case. The study is extended for the state space representation, where it is presented a modification to a predictor recently presented in literature, in order to use it as a predictor-observer within the state space representation. In this case, all the matrices involved in the observer have the same order as those of the plant, i. e., there is no need of the state augmentation to deal with dead-time. Hence, the well known techniques for the optimal and robust control may be applied for multivariable delayed systems. Besides, an alternative way of tuning for the LQG control, based on the T-polynomial approach, is proposed. In this case, the technique may be applied for both the delay free systems and dead-time systems. The latter by applying the modified predictor mentioned earlier in the observer structure. Additionally, it is also proposed a new predictor structure, based on the CARIMA model with T-polynomial, for dead-time systems. This work is full of examples throughout the text which are suitable for both the control strategies studied herein and the proposed ones, applicable for stable, unstable or integrating systems, as well as multivariable systems. Case studies for laboratories plants validate the effectiveness of the discussed methods. / Este trabalho apresenta uma contribuição ao estudo de controle de sistemas dinâmicos que exibem atraso de transporte. Nesse contexto, apresenta-se uma revisão bibliográfica que traz desde o surgimento do preditor de Smith até algumas de suas variações mais recentes. Na representação baseada em espaço de estados é comum que se tenha a abordagem em tempo discreto, em que o atraso de transporte é normalmente incluído através do aumento da ordem do estado. No primeiro caso, este trabalho traz a proposta de uma nova estrutura de controle, de sintonia simplificada, capaz de lidar com sistemas de entrada e saída únicas, mas que apresentam múltiplos atrasos em caminhos diversificados internamente. A metodologia considerada, entretanto, permite que a estrutura proposta possa ser facilmente aplicada a sistemas com atraso simples. O estudo é ampliado para a representação em espaço de estados no tempo discreto, em que apresenta-se uma abordagem que leva à adaptação de um preditor proposto recentemente na literatura para atuar como observador de estados. Neste caso, tem-se a vantagem de que todas as matrizes envolvidas tem a mesma ordem daquelas que descrevem o sistema, ou seja, não há aumento da ordem do estado. Assim, as técnicas conhecidas de controle robusto e ótimo para a representação em espaço de estados podem ser aplicadas a sistemas com múltiplas entradas e saídas. Apresenta-se ainda uma forma alternativa de sintonia do controle LQG, baseada no polinômio-T. Neste caso, a sintonia proposta pode ser aplicada tanto para sistemas sem atraso de transporte quanto para aqueles com atraso quando se considera a adaptação da estrutura do preditor no observador de estados. Além disso, este trabalho apresenta ainda a proposta de um novo preditor cuja estrutura é baseada no modelo CARIMA com polinômio-T, aplicado a sistemas com atraso de transporte. O trabalho é repleto de exemplos em que aplicam-se tanto as estratégias de controle estudadas quanto as propostas, a sistemas estáveis, instáveis ou integradores em malha aberta, bem como a sistemas multivariáveis. Estudos de caso aplicados a plantas de laboratório comprovam a eficiência dos métodos discutidos.

LIMA, W. S. Estudo e modelagem de uma nova topologia de conversor Buck quadrático CC-CC não isolado. 86 f. 2014. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-11T16:15:35Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_wslima.pdf: 3298622 bytes, checksum: 5eb6200de55be90d47567017f957e5fb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-16T17:15:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_wslima.pdf: 3298622 bytes, checksum: 5eb6200de55be90d47567017f957e5fb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T17:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_wslima.pdf: 3298622 bytes, checksum: 5eb6200de55be90d47567017f957e5fb (MD5) Previous issue date: 2014-06-25 / In this paper is presented the study, modeling and design of a new DC-DC converter topology, the Converter Quadratic Buck DC-DC non-isolated (QBC). Initially, was made the qualitative and quantitative analysis of the proposed topology of continuous conduction mode operation (MCC), the steps of operation and thus the relationship of voltage and current to size the components converter project, was also held the system modeling through representation on the State space. Then, in order to validate the proposed topology, was used simulation via PSpice. After this step, began the construction of a prototype with 500 W total power output, operating at 20 kHz. The experimental results obtained confirm that the proposed topology can be used in practical activities, for example, for battery charging. / Neste trabalho é apresentado o estudo, modelagem e projeto de uma nova topologia de conversor CC-CC, o Conversor Buck Quadrático CC-CC não isolado (QBC). Inicialmente, foi realizada a análise qualitativa e quantitativa da topologia proposta para operação em modo de condução contínua (MCC), verificando-se as etapas de operação e obtendo-se as relações de tensão e corrente para dimensionar os componentes de projeto do conversor, também foi realizada a modelagem do sistema através da representação no espaço de estados. Em seguida, a fim de validar a topologia proposta, utilizou-se simulação via PSpice. Após essa etapa, iniciou-se a construção de um protótipo com 500 W de potência total de saída, operando em 20 kHz. Os resultados experimentais obtidos confirmam que a topologia proposta pode ser utilizada em atividades práticas, como por exemplo, para o carregamento de baterias.

UCHÕA, J. I. L. I-UPQC para melhoria da qualidade da energia elétrica em aerogeradores de velocidade fixa. 86 f. 2015. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-14T11:46:02Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_jiluchoa.pdf: 7188918 bytes, checksum: f62f21adf0f50035d8ddb82fb861af7a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-16T17:26:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_jiluchoa.pdf: 7188918 bytes, checksum: f62f21adf0f50035d8ddb82fb861af7a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T17:26:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_jiluchoa.pdf: 7188918 bytes, checksum: f62f21adf0f50035d8ddb82fb861af7a (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Fixed speed wind turbines completely dominated the market until the mid-1990s and currently. Although most installed wind turbine are variable speed, many fixed speed wind are still in operation. In this context, this work presents a study concerned to coordinated operation of FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) device with fixed speed wind energy conversion system (WECS) equipped with a squirrel cage induction generator. The applied FACTS device is based on the control strategy of the Unified Conditioner Power Quality with inverted topology (i-UPQC), and consists of two static converters connected in back-to-back topology. A model was developed in the software PSCAD/EMTDC, tested under four different scenarios and discussed in order to validate the presented theory. The i-UPQC performance was analyzed for improving voltage quality in the point of common coupling (PCC), reduction of the harmonic currents drained from the wind turbine, and increasing the induction generator capacity to remain connected during a momentary collapse in the grid voltage. The i-UPQC presented good performance due to its capability to warrant the quality in the PCC voltage in spite of the wind variation and that the voltage sags at the PCC do not change the stator voltages. About the generator current, the i-UPQC has kept the stator current free of harmonic components and the effect of unbalanced loads. Under normal operation it was demonstrated that one of the I-UPQC converters can be sized as 50\% of the generator rated power, which is an advantage for real implementation. A comparison between two ways to connect the I-UPQC to the grid, along with the wind turbine, was made. The series converter connected between the wind turbine and the parallel converter, or between parallel converter and the common connection point (PCC). It was concluded that the shunt converter connected to the generator presents better performance than the series converter due to series converter currents are less than the stator currents. Under this configuration, there is no active power current from the generator injected in the PCC during voltage sags. / Turbinas de velocidade fixa dominaram completamente o mercado até meados de 1990 e atualmente, apesar da maioria dos aerogeradores instalados serem de velocidade variável, muitos aerogeradores de velocidade fixa ainda se encontram em funcionamento. Neste contexto, este trabalho apresenta um estudo sobre a operação coordenada de um dispositivo FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) com um aerogerador de velocidade fixa, equipado com gerador de indução gaiola de esquilo. O dispositivo FACTS aplicado baseia-se na estratégia de controle do Condicionador Unificado de Qualidade de Energia com topologia invertida (i-UPQC, do inglês, Unified Power Quality Conditioner with inverted topology), e consiste de dois conversores estáticos na configuração back-to-back. Um modelo foi desenvolvido no software PSCAD/EMTDC e quatro cenários diferentes foram simulados e discutidos a fim de validar a teoria apresentada. A partir dos resultados de simulação, foi analisado o desempenho do i-UPQC para melhoria da qualidade da tensão no Ponto de Conexão Comum (PCC), diminuição das correntes harmônicas drenadas do aerogerador e aumento da capacidade do gerador de indução de se manter conectado durante um afundamento momentâneo da tensão da rede. O i-UPQC atuou de forma satisfatória, pois não permitiu que variações na velocidade do vento afetassem a qualidade da tensão fornecida ao PCC, nem que o afundamento da tensão no PCC alterasse a tensão nos terminais do estator. Quando cargas não lineares foram adicionadas no sistema, o i-UPQC manteve a corrente do estator livre das componentes harmônicas e desbalanços presentes na corrente da carga. Demonstrou-se que, em condições normais de operação, um dos conversores do i-UPQC pode ser especificado para 50\% da potência nominal do aerogerador, o que pode representar uma vantagem do i-UPQC para o caso de uma implementação real. Foi feita uma comparação entre duas diferentes configurações de conexão do i-UPQC com o aerogerador e a rede: ora com o conversor paralelo conectado entre o conversor série e o ponto de conexão comum (PCC), ora conectado entre o aerogerador e o conversor série. Concluiu-se que a configuração com o conversor paralelo conectado ao aerogerador é mais vantajosa, pois a corrente que circula através do conversor série é menor que a corrente do estator. Nesta configuração, nenhuma corrente referente à potência ativa do aerogerador é injetada no PCC durante um afundamento de tensão.

MESQUITA, S. J. Uma Proposta de projeto para inversor multinível em cascata assimétrico com 63 níveis na tensão de saída e operação em baixa frequência. 147 f. 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-17T14:16:24Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_sjmesquita.pdf: 3380015 bytes, checksum: ed113ab7b49a500b53f8d4eb6ca93b4f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-18T17:36:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_sjmesquita.pdf: 3380015 bytes, checksum: ed113ab7b49a500b53f8d4eb6ca93b4f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T17:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_sjmesquita.pdf: 3380015 bytes, checksum: ed113ab7b49a500b53f8d4eb6ca93b4f (MD5) Previous issue date: 2011-02-02 / This dissertation proposes a design of a cascaded multilevel inverter using H-bridge cells in asymmetric configuration and a multiple secondary transformer. Equations for determining the frequency operation of each cell with binary and ternary configurations, as well as the complete design of toroidal transformer with laminated core. This work proposes also the optimal operating frequency of the transformer that enables reduction in core size, when compared to 60 Hz operation. It is also discussed a methodology for calculate the losses in the cells of the inverter, which are useful to determine the thermal behavior of the inverter / Este trabalho apresenta um estudo dos inversores multiníveis em cascata usando células H-bridge na configuração assimétrica usando transformador de múltiplos secundários. Ele demonstra equações para o cálculo da freqüência das células para o inversor operando com as configurações binária e ternária, bem como o projeto completo do transformador toroidal com núcleo laminado. Este trabalho define a melhor freqüência de operação do transformador que possibilita redução no tamanho se comparado a operação em 60 Hz. Ele também aborda uma metodologia para o cálculo das perdas nas células do inversor as quais são úteis para o cálculo térmico do inversor.

LIMA, D. K. S. Modelagem de alta resolução para estimativa do potencial eólico offshore da costa do Ceará. 2015. 160 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-18T16:44:16Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-22T13:31:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T13:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / The technology for conversion into electricity of onshore wind energy is rather consolidated; the challenge now is to make the offshore exploitation to follow the same course. The European Union produces offshore wind power since 1991, exceeding 9 GW of installed power at the end of 2014. Brazil, on the contrary, does not have any offshore wind power plant and there are few studies in this direction. The exploitation of wind power production requires as a premise the knowledge of the profile of the wind in the region of interest. The objective of this thesis is to apply a methodology able to estimate the offshore wind potential of the coast of the State of Ceará, in Brazil, through the study of characteristic years marked by the presence of the El Niño and El Niña phenomena in periods considered extremes, dry and wet. An investigation using the mesoscale numerical model RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) was performed, with resolution of 2 km, taking into consideration periods with presence of El Niño and La Niña phenomena, as well as a Neutral year with the absence of these phenomena. The simulation results presented the maxima and averages of wind speed and the prevailing wind direction on the coast of the State of Ceará. The microscale model WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) was used for the evaluation of microsites of four case studies along the coast of Ceará. The chosen cities were Icapuí, Lagoinha, Camocim and Flecheiras, located in different regions along the coast of Ceará, for which they were presented the Weibull distribution, power density, wind speed and the energy production of each area. The results indicated an average wind speed above 8 m/s in the dry season, in the three evaluated periods. The direction of the prevailing wind in the dry season was from East to West and the turbulence intensity was lower in the dry season of El Niño year. It was found that the eastern coast of Ceará has the highest rates of average and maximum wind speed. Camocim, the city representing this region, presented a capacity factor in the neutral year of 57.49 %, above the figures found to the other cities analyzed. The annual energy production of an estimated wind power plant of 90 MW in Camocim, with capacity factor of about 50%, exceeded 400 GWh. Bathymetry of the State of Ceará is shallow and large ships travel at a considerable distance from the coast. / A tecnologia para conversão onshore da energia eólica em eletricidade está consolidada, o desafio atual é fazer com que a exploração offshore siga a mesma trajetória. A União Europeia produz energia eólio-elétrica offshore desde 1991, com capacidade instalada superior a 9 GW ao final de 2014. O Brasil ainda não possui usinas offshore, e são poucos os estudos neste sentido. A premissa para exploração dos ventos para produção de eletricidade é conhecer o perfil do vento na região de interesse. Esta tese tem como objetivo estabelecer uma metodologia capaz de estimar o potencial eólico offshore do Ceará, através do estudo de anos caracterizados pela presença dos fenômenos El Niño e El Niña, em períodos considerados extremos: seco e chuvoso. Foi realizada uma modelagem numérica utilizando o modelo de mesoescala RAMS (Regional Atmospheric Model System) com resolução de 2 km, com o qual foram simulados períodos com presença dos fenômenos El Niño e La Niña, bem como um ano Neutro, para a identificação dos máximos e médias de velocidade do vento no litoral cearense. O modelo de microescala WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) foi utilizado para a elaboração de micro sítios para quatro estudos de caso ao longo da costa cearense. As cidades escolhidas foram Icapuí, Lagoinha, Camocim e Flecheiras, localizadas em regiões distintas ao longo da costa do litoral cearense, para as quais foram apresentadas a distribuição de Weibull, a densidade de potência, a velocidade do vento e a produção de energia de cada área. Os resultados indicam uma velocidade média do vento acima de 8 m/s para a estação seca, nos três períodos avaliados. A direção do vento predominante na estação seca foi de Leste para Oeste e a intensidade de turbulência foi menor na estação seca do ano de El Niño. Verificou-se que a costa leste do estado do Ceará possui os maiores índices de velocidade média e máxima do vento. Camocim, a cidade que representou esta região, apresentou um fator de capacidade para o ano neutro de 57,49%, acima dos encontrado para as outras cidades analisadas. No parque eólico estimado para Camocim de 90 MW, com fator de capacidade de cerca de 50%, a produção anual ultrapassou 400 GWh. A batimetria do estado do Ceará é rasa e as grandes embarcações trafegam a uma distância considerável da costa.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-08T04:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347156.pdf: 6533691 bytes, checksum: efbcbfa15c1fae97bda1518a70256f58 (MD5) Previous issue date: 2017 / Esta tese apresenta uma metodologia para o projeto ótimo multidisciplinar de geradores síncronos de ímãs permanentes aplicados à geração de energia eólica. Nesta metodologia de projeto, os aspectos elétrico, geométrico, térmico, magnético, eletrônico, mecânico e econômico do aerogerador são abordados. O projeto também leva em conta a curva de ocorrência do vento, modelada através de uma função de densidade de probabilidade. A inclusão desta curva no projeto permite o cálculo da energia produzida pelo aerogerador, que opera com velocidade de rotação e potência variáveis, em função da velocidade de vento disponível. Na proposta desta tese, o uso da otimização no projeto do gerador tem a finalidade de aumentar a competitividade da geração de energia eólica, possibilitando a obtenção de um gerador com bom compromisso entre seu custo e sua capacidade de produção de energia. Existem várias pesquisas envolvendo o projeto ótimo de máquinas elétricas. No entanto, entre os trabalhos dedicados ao projeto ótimo de geradores elétricos para a geração de energia eólica, poucos propõem uma metodologia capaz de calcular a energia gerada pelo aerogerador, o que é fundamental para a obtenção de um gerador mais competitivo. Ainda, os aspectos multidisciplinares do gerador elétrico são considerados pelo projeto ótimo proposto nesta tese de forma mais abrangente que os encontrados na literatura. Levar em conta todos estes aspectos resulta num grande problema de otimização, envolvendo aproximadamente 2000 variáveis (dentre as quais cerca de 250 possuem restrições), dentre as quais são impostas restrições a aproximadamente 250. Para lidar com este problema foi utilizado um algoritmo de otimização determinístico, capaz de encontrar a solução ótima após poucas iterações e de forma rápida, graças ao cálculo da matriz Jacobiana, que contém o valor exato das derivadas das saídas do modelo (que descreve o comportamento do aerogerador) em relação às suas entradas. Os resultados apresentados exploram o potencial do método proposto. O primeiro projeto ótimo realizado minimiza o custo de material ativo do gerador, apresentando redução significativa em comparação a um gerador não ótimo. Em seguida, uma análise relacionada ao conflito entre o custo do gerador e sua eficiência mostra a importância de incluir o cálculo da energia produzida pelo aerogerador no projeto do gerador. Com o cálculo da energia incluído no projeto ótimo, foi obtido um gerador que proporciona o máximo lucro líquido (igual à receita proveniente da comercialização da energia gerada menos o custo do gerador). Este gerador possui uma boa relação entre seu custo e sua capacidade de produção de energia. Foram realizadas análises de sensibilidade para verificar a influência do preço da eletricidade e da velocidade média anual de vento no projeto. Por fim, duas turbinas eólicas, com diferentes diâmetros e velocidades de rotação nominais foram empregadas, considerando três cenários distintos de vento. Estes resultados oferecem os geradores mais adequados para cada turbina e cada perfil de vento, mostrando que o método proposto também auxilia na escolha da turbina mais adequada à cada sítio eólico.<br> / Abstract : This Ph.D. dissertation presents a multidisciplinary optimum design methodology applied to permanent magnet synchronous generators in wind power. Such a methodology considers the electrical, the geometrical, the thermal, the electronic, the mechanical and the economical behaviors of the wind turbine. The wind occurrence curve, modelled by a statistical density function, is also taken into account by the proposed design methodology. Considering this curve in the optimal design allows one to calculate the amount of energy produced by the wind turbine, which operates under variable speed and power by the influence of the actual wind speed. The proposal of using the optimization in the design is to enhance the competitiveness of wind power by designing a generator with a good relation between its cost and its capacity to produce energy. Several studies are addressed to electrical machines optimum design related to wind power, however, few have presented a method able to estimate the wind turbine energy generation, which is mandatory to obtain a cost-effective generator. Furthermore, the electric generator in-depth multidisciplinary aspects have been considered by the proposed method in more detail than other studies found in the literature. Taken into consideration all these aspects results in a large optimization problem that has approximately 2000 variables (amomg them about 250 are constrained), among which approximately 250 have constraints imposed on. A deterministic optimization algorithm has been chosen to deal with this problem. Such an algorithm is capable of finding the solution within few iterations and a short time thanks to the computation of the Jacobean matrix, containing the exact gradients of the model (used to describe the wind turbine behavior) outputs. The presented results explore the proposed methodology potential. The first optimal design performed minimizes the generator active material cost, presenting a significant cost reduction compared to a non-optimal generator. Next, the contradiction between the generator cost and its efficiency is analyzed and the importance of including the wind turbine energy generation into the generator design becomes evident. Using the estimated wind turbine generated energy, the generator with maximum net earnings (equal to the wind turbine energy proceeds less the generator cost) has been obtained. This generator has a good ratio between its cost and capability to generate energy. Then, sensibility analysis have been carried out to verify how the electricity price and the annual mean wind speed influence the design. Finally, two wind turbines with different diameters and rated wind speeds have been employed, considering three distinct wind profiles. These results provide the generators more suited to each wind turbine applied to each wind profile, showing that the proposed design methodology has the ability to help choosing the wind turbine adequate to each wind farm.