Este trabalho faz uma análise de opções de produção e uso racional de fertilizantes nitrogenados (FMN). Descreve as características do mercado de FMN e dos processos de Fabricação de amônia. Efetua um diagnóstico técnico das unidades de amônia brasileira que empregam o processo de fabricação de reforma com vapor d´água para indicar modificações que proporcionem a diminuição do consumo de matéria-prima e combustível (combustíveis fósseis). Realiza uma análise econômico-financeira das opções de conservação de energia indicadas pelo diagnóstico. Esta análise demonstra que existe a viabilidade de se efetuarem modificações visando elevar a eficiência energética das unidades de amônia de Camaçari, BA e Laranjeiras, SE, enquanto as modificações propostas para a unidade de amônia de Piaçaguera, SP não apresentaram viabilidade no atual contexto. Apresenta dados de consumo de nitrogênio na agricultura brasileira e descreve opções de utilização deste nutriente pelos agricultores que proporcionam sua utilização racional. Utiliza a metodologia DEFENDUS de construção de cenários para estimar a demanda de nitrogênio e energia derivada do requerimento de FMN para a cultura do milho no Brasil. Calcula os custos para se atender a esta demanda, mediante as opções disponíveis de oferta e economia do nutriente. Apresenta oito cenários de demanda de FMN onde analisa duas medidas de economia: a incorporação dos FMN em cobertura e a substituição total ou parcial da fonte mineral pela adubação verde. Conjuntamente à avaliação das medidas de uso racional, analisa o efeito de se aumentar a proporção da área cultivada com milho que emprega FMN. Conclui que a demanda por nitrogênio na cultura do milho deve crescer para atingir melhores resultados produtivos e que, mesmo com a inserção de outra fonte de nitrogênio e alternativas de manejo eficiente dos FMN, a importação ou a ampliação da capacidade produtiva deste insumo será necessária para atender a demanda nos próximos anos. O manejo eficiente dos FMN propicia uma pequena redução na demanda e pode ser difundido entre os agricultores porque apresenta viabilidade econômica. A adubação verde substitui o consumo de FMN, entretanto, ainda é uma prática de custo mais elevado que a fonte tradicional quando não se consideram os demais benefícios que ela traz ao sistema de produção agrícola. A produção de sementes de adubo verde na propriedade agrícola é uma alternativa para viabilizar economicamente a adoção desta técnica. Finalmente, o trabalho analisa as repercussões ambientais relacionadas à produção e ao uso de FMN, faz sugestões de opções para a implementação das medidas de economia do insumo e de trabalhos futuros. / This work analyzes rational production and utilization of mineral nitrogen fertilizer (MNF). Describes MNF market characteristics and ammonium industrial process. A description of the Brazilian ammonium units state of the art is presented alongside with indication of energy conservation options. A comparative economic analysis among the energy conservation options is performed. This analysis shows the economic feasibility of improving the process energy efficiency of Camaçari, BA and Laranjeiras, SE ammonium plants, while to Piaçaguera, SP ammonium plant modifications are not feasible under current. Brazilian nitrogen consumption data are presented farming rational nitrogen utilization opportunities are described. DEFENDUS scenarios construction methodology is used to estimate the nitrogen and energy demand derived from the MNF requirement for com in Brazil. Costs to meet this demand through supply and conservation available alternatives are calculated. Scenarios are constructed to evaluate two nitrogen conservation options: the farming process of incorporating the MNF into the soil and the totally or partial substitution of green manure for MNF. Consequences of incrementing proportion of land with corn that utilizes MNF are also evaluated. It is concluded that nitrogen demand for corn must increase to attain best production results and that, even switching the nitrogen source and adopting efficient farming fertilizer application techniques, it will be necessary to import MNF or increase the domestic production capacity to meet the future demand. Although the efficient application of MNF results only in a modest reduction of MNF demand, it is an economically attainable alternative that can be disseminated among the farmers. Green Manure has the potential of avoiding MNF consumption, but still is a more expensive option than the MNF when its benefits to the agricultural system are not considered. Yielding the green manure seeds at the farm is one choice to reduce its costs. Finally, the work analyzes the environmental effects related to MNF production and use and some suggestions on implementing the MNF saving opportunities are discussed together with the indication of future work.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Área de Especialização de Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Orientador : Prof. Dr. Odilon Luis Tortelli / Coorientador : Profª. Drª. Elizete Maria Lourenço / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 10/06/2016 / Inclui referências : f. 105-109 / Área de concentração: Sistemas eletricos / Resumo: Manobras para reconfiguração de rede na distribuição em média tensão são ações de operação realizadas com o objetivo de reduzir o número de consumidores desligados durante um evento de defeito, ou melhorar a operação dos circuitos no que tange a redução de sobrecargas em determinados segmentos ou diminuição da queda de tensão. No que concerne aos aspectos de operação, metodologias, sistemas e equipamentos, pesquisadores e fabricantes trabalham constantemente para encontrar novas ferramentas e soluções para o problema, seja abordando situações de chaveamentos corretivos emergenciais ou reconfiguração ativa para redução de perdas técnicas e melhoria do perfil de tensão. Neste contexto, este trabalho propõe uma metodologia de fluxo de potência utilizando o método Newton-Raphson Desacoplado Rápido Estendido para sistemas de distribuição enfocada nas características necessárias à análise de reconfiguração de redes. A metodologia utiliza como dados de entrada os estados aberto/fechado dos equipamentos de seccionamento da rede. Nos casos em que segmentos do circuito permanecem sem tensão devido à manobra de chaveamento, conceitos de observabilidade numérica para a estimação de estados foram utilizados para o processamento topológico. A manipulação dos dados pela técnica de normalização complexa por unidade de impedâncias e injeções de potência foi utilizada para tornar possível a resolução do fluxo de carga pelo método desacoplado rápido em redes com alta relação R/X, como é o caso dos sistemas de distribuição aéreos. Simulações em um sistema teste de 38 barras e em dois circuitos de distribuição reais de grande porte são apresentadas e discutidas com o intuito de validar a metodologia desenvolvida, testar exaustivamente o método de fluxo de potência proposto. Como resultados, a ferramenta se mostrou funcional para as necessidades de simulação de reconfiguração de circuitos de distribuição. O processamento topológico de segmentos sem tensão e a funcionalidade de simulação de ilhamento de geradores se mostrou viável para sistemas reais de grande porte. Numa análise exaustiva de possibilidades de chaveamento, o método convergiu para todas as manobras simuladas, apresentando tempos em média 50% menores quando executado o cálculo utilizando o método estendido desacoplado-rápido. Palavras-chave: Redes de distribuição; Reconfiguração; Fluxo de potência; Desacoplado rápido; Normalização complexa por unidade. / Abstract: Switching procedures for network configuration in medium voltage distribution systems are operating actions to reduce the number of disconnected consumers during a fault event, or to implement active feeder reconfiguration, in order to relieve overloads, improve voltage drop and reduce losses. Within the electricity distribution area, and specifically regarding operational aspects, methodologies, systems and equipment, researchers and manufacturers are constantly working on new tools and solutions for those matters. In this context, this paper proposes a power flow tool using the Extended Fast-Decoupled Newton-Raphson method focused on the needs of reconfiguration analysis for distribution networks. The methodology uses the information of the network switching equipment status (open or closed). In situations where network segments are disconnected from voltage references, a numerical observability technique used in state estimation has been adapted and applied for topological processing. The complex per unit normalization technique was employed to make viable the power flow calculation by the fast-decoupled approach when applied to networks where the line impedances have high R/X ratio. Simulations using a 38 bus test system and two real distribution circuits are presented and discussed with the purpose of testing comprehensively and validating the developed power flow method. Results proved the tool functionality for reconfiguration studies of distribution power systems. The topological processing of segments without voltage reference and generator islanding have proved to be viable for large systems. A comprehesive analysis of switching possibilities shown that the method converges for all simulated switching possibilities, presenting simulation times 50% faster when compared to conventional approaches. Key words: Distribution networks; Reconfiguration; Power flow; Fast-decoupled; Complex per unit normalization

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-08Bitstream added on 2014-06-13T20:00:56Z : No. of bitstreams: 1 lima_da_dr_ilha.pdf: 675267 bytes, checksum: 1b99e5991b47c55f4c9409bd0635decd (MD5) / Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) / Nesta tese busca-se encontrar soluções para dois problemas que surgiram com a formação dos mercados de energia elétrica. Em particular, pretende-se resolver o problema da alocação de perdas elétricas e alocação de custos pelo uso do sistema de transmissão de energia elétrica. Para isso, é feita uma análise exaustiva comparando os principais métodos de alocação de perdas em sistemas de transmissão de energia elétrica. Também é apresentada uma proposta, que utiliza a teoria de jogos, para identificar as dificuldades de encontrar a solução ótima para alocação de perdas. No Brasil existe um subproblema para os estudos da alocação de perdas, que são os submercados. Assim, nesta tese, também são apresentadas soluções para alocar perdas elétricas levando-se em conta os diferentes submercados de energia em uma estrutura com um único operador do sistema. Além disso, também é apresentado um estudo sobre alocação de custos pelo uso do sistema de transmissão de energia elétrica. Para alcançar todos os objetivos, primeiro, faz-se uma introdução, discutindo as motivações que fazem o estudo da alocação de perdas e custos pelo uso do sistema de transmissão imprescindíveis para a nova estrutura de mercados de energia elétrica que está surgindo. Em seguida é... / This thesis is intended to find solutions for solving two problems that came up with the introduction of the electric energy market. In particular, the objective is to solve the problem of loss allocation in transmission systems and network cost allocation. In this way, an exhaustive analysis is done comparing the main methods of loss allocation in transmission systems. Also it is presented a proposal based on game theory, to identify the difficulty in finding an optimal solution for the loss allocation problem. In Brazil there is a subproblem to study the loss allocation: the submarkets. Consequently, in this work, it is presented solutions for loss allocation taking into account the different submarkets of energy in a structure with a unique system operator. In addition, it is also presented a study about network cost allocation. To achieve all these objectives, first, an introduction is presented, discussing the motivation that make studies of loss allocation and network cost allocation very important for the new market structure. Moreover, it is showed, using the game theory, why it is so difficult to find the optimal solution of the loss allocation problem. For this demonstration, it is used the cooperative game theory... (Complete abstract, click electronic access below)

Orientador: Leonardo Nepomuceno / Banca: Marcelo Augusto Cicogna / Banca: Edmea Cassia Baptista / Resumo: No ambiente regulado, o planejamento da geração de energia é coordenado por um operador do sistema, que procura minimizar os custos da energia gerada e garantir a segurança energética para os consumidores e o atendimento da demanda. Este tipo de planejamento de geração não representa a lei de oferta e procura que ocorre em mercados de energia elétrica. No ambiente de mercado, os agentes apresentam suas ofertas de compra e venda em um ambiente competitivo que promove a livre concorrência. Este trabalho propõe um modelo de planejamento de geração de médio prazo, baseado na concorrência pela geração/consumo, em que empresas geradoras e consumidores fornecem lances em um leilão de energia de médio prazo. O modelo proposto é comparado ao modelo de planejamento centralizado de geração de energia. Os testes realizados no software GAMS, com pacote de solução CPLEX, indicam que o modelo proposto é uma alternativa para promover uma matriz energética mais variada e robusta a variações climáticas, além de manter a concorrência justa tanto para os consumidores quanto para os produtores de energia. / Abstract: In regulated hydrothermal electricity markets, power generation dispatch is coordinated by an independent system operator, that works to guarantee energy for consumers in the long-term, to meet the demand and to minimize the cost of generation. This type of dispatch does not represents the laws of supply and demand in the electricity market. In the deregulated auction market, the participants present their bids to purchase and sell, without the guarantee of being accepted, promoting free competition. This work presents a bibliographical research on electricity markets and the existing uncertainties of energy planning. Through optimization models, regulated dispatch is compared to an auction model for medium-term planning horizons. The tests performed in the GAMS software, with CPLEX solution package, indicate that the energy auction model is an alternative to promote the variation of the energy matrix, to turn it more robust to climate changes, in addition to maintaining fair competition for both the consumer and the producer. / Mestre

Orientador: Sebastião Neto Ribeiro Guedes / Banca: Valdemir Aparecido Pires / Banca: Francisco Constantino Crócomo / Resumo: O setor elétrico brasileiro vem passando por um processo de reestruturação, com profundas modificações no quadro institucional, financeiro, regulatório etc: as mudanças concentram-se essencialmente na formulação de políticas energéticas e na regulação da cadeia produtiva do setor. O presente trabalho pretende analisar as mudanças institucionais na Matriz Energética Brasileira no período de 2001 a 2012, tentando evidenciar se os processos de evolução e inovação atribuídos novo modelo institucional estão condizentes com os conceitos teóricos da Nova Economia Institucional. Na análise empregada procurou-se adotar uma metodologia qualitativa, a fim de avaliar os impactos do novo modelo institucional sobre o setor elétrico. O trabalho almeja demonstrar que ponto os conflitos entre os agentes econômicos do setor energético tendem a afetar a busca pela eficiência produtiva / Abstract: The Brazilian electricity sector has been undergoing a process of restructuring, with changes in the institutional, financial, regulatory, etc. frameworks: changes are mainly focused on the formulation of energy policies and the regulation of the productive chain of the sector. The present work intends to analyze the institutional changes in the Brazilian Energy Matrix from 2001 to 2012, trying to evidence if the processes of evolution and innovation assigned new model institutions are consistent with the theoretical concepts of the New Economy Institutional. In the analysis employed, a qualitative methodology was to assess the impacts of the new institutional model on the electricity sector. O work aims to demonstrate the extent to which conflicts between economic agents in the sector tend to affect the search for productive efficiency / Mestre

SOUZA, S. C. A. Uso de redes neurais artificiais e transformada de Stockwell na localização de faltas em linhas de transmissão. 2015. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-10-29T11:59:42Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_scasouza.pdf: 2068013 bytes, checksum: 4f455a7e7936bf1e94d2ee9f09920f2b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-11-03T17:51:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_scasouza.pdf: 2068013 bytes, checksum: 4f455a7e7936bf1e94d2ee9f09920f2b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T17:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_scasouza.pdf: 2068013 bytes, checksum: 4f455a7e7936bf1e94d2ee9f09920f2b (MD5) Previous issue date: 2015-06-26 / This paper presents an automatic fault location method in transmission lines based on the Travelling Waves Theory (TWT) using the Stockwell Transform (ST) to determine the travelling waves propagation time and the dominant frequency of transient signals generated by faults. The method considers the case where there is no communication between terminals or loss of synchronism between the devices responsible for estimating the location of faults using, therefore, only data from one terminal. Single-phase faults only involving one of the phases and the earth area evaluated, which occur in the first half of a transmission line of unknown parameters. It is observed that the method (i) wasn’t sensitive to fault resistance variations and inception angle and (ii) the obtained results presented errors between 0,10% and 5,82% for faults that occurred between 7km and 99km from the monitoring terminal. To improve the accuracy of estimating the fault location, an Artificial Neural Network (ANN) of the type MLP (Multi-Layer Perceptron) is designed, and trained with characteristics extracted from the faulty signals using ST. The ATP (Alternative Transient Program) software was adopted for simulation of a three phase transmission line which voltage signals were sampled at 200kHz. The simulations were performed exploring 1280 combinations of the following parameters: fault locations, fault resistances and inception angle. The method was developed using the software MATLAB®. According to the obtained results, the combination of ST with ANN presented better results than the application of ST and TWT. Such improvement is highlighted for the estimation of fault location at greater distances from the monitoring terminal, with errors between 0,02% and 1,56% for faults that occurred between 7km and 99km from the monitoring terminal. / Este trabalho apresenta um método automático de localização de faltas em linhas de transmissão baseado na Teoria das Ondas Viajantes (TOV) utilizando a Transformada de Stockwell (TS) para determinação dos tempos de propagação das ondas viajantes e da frequência dominante dos sinais transitórios gerados pelas situações de falta. O método considera o caso em que não há comunicação entre terminais ou há perda de sincronismo entre os equipamentos responsáveis pela estimação da localização das faltas utilizando, portanto, dados provenientes de apenas um terminal. Consideram-se faltas monofásicas envolvendo uma das fases e a terra, as quais ocorrem na primeira metade de uma linha de transmissão de parâmetros desconhecidos. Observa-se que o método (i) não se mostrou sensível a variações de resistência de falta e ângulo de incidência e (ii) os resultados obtidos apresentam erros entre 0,10% e 5,82% para faltas que ocorreram entre 7km e 99km do terminal de monitoramento. Para a melhoria da precisão na estimação da localização das faltas foi projetada uma Rede Neural Artificial (RNA) do tipo MLP (Multi-Layer Perceptron), treinada a partir de características dos sinais faltosos extraídas através da TS. Foram utilizados os sinais trifásicos de tensão amostrados na frequência de 200kHz gerados a partir de simulações no software ATP (Alternative Transiente Program), no qual foram realizadas 1280 simulações explorando diversas localizações e resistências de falta e ângulo de incidência. O método foi aplicado utilizando o software MATLAB®. De acordo com os resultados obtidos, a combinação da TS e RNA projetada apresentou melhores resultados do que a aplicação da TS e TOV, destacando-se na estimação da localização de faltas que ocorreram a maiores distâncias do terminal de monitoramento, com erros entre 0,02% e 1,56% para faltas que ocorreram entre 7km e 99km do terminal de monitoramento.

SILVA, D. C. L. Contribuições para o estudo térmico em transformador a seco na presença de sub e inter-harmônicos. 2015. 123 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-01-04T13:23:06Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_dclsilva.pdf: 8603786 bytes, checksum: 2443483056939004958faf35eba9ab04 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-01-04T13:59:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_dclsilva.pdf: 8603786 bytes, checksum: 2443483056939004958faf35eba9ab04 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-04T13:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_dclsilva.pdf: 8603786 bytes, checksum: 2443483056939004958faf35eba9ab04 (MD5) Previous issue date: 2015-11-20 / The harmonic pollution in distribution systems has increased significantly due to the widespread use of nonlinear loads. The current and voltage harmonics deteriorate the power quality supplied by feeders and compromise the efficiency of the equipments connected to the electric network. These equipments require a sinusoidal waveform to ensure its suitable functioning, as in the case of transformers. Its performance and mainly the protection depend largely of the insulation of the windings, which is closely related to the operating temperature. Concerning this, this work proposes a study on energy efficiency, whose main aim is to investigate the transformer heating in the presence of harmonics. It is presented comparative measurements between the increasing of temperature caused a 10kVA three-phase dry-type transformer when submitted to sinusoidal voltages and currents and nonsinusoidal. Later a comparison was made between experimental results and the simulations obtained from a 3D model of the same transformer developed in the software COMSOL Multiphysics. It was observed that the higher harmonic current distortion, the higher temperature at the core, and especially in the coils. While in the case of supply voltage with interharmonic and subharmonic, the impact on transformer heating become much more pronounced in relation to the cases in which their supply voltage is sinusoidal or contains harmonics of the 3rd, 5th and 7th orders. The errors checked between the measurements and the results of simulations were considered acceptable. With the refinement of the model, will be possible use it in order to predict the temperature spectrum of transformers at the begining of the design, mainly in nonlinear conditions of operation. / A poluição harmônica em sistemas de distribuição tem aumentado significativamente devido ao uso generalizado de cargas não lineares. Harmônicos de corrente e tensão deterioram a qualidade da energia fornecida pelos alimentadores e comprometem a eficiência dos equipamentos conectados à rede elétrica. Estes equipamentos necessitam de uma forma de onda senoidal para garantir seu funcionamento adequado, como é o caso dos transformadores. Seu desempenho e principalmente a proteção dependem, em grande parte, do isolamento dos enrolamentos, o qual está intimamente relacionado com a temperatura de operação. Concernente a isso, este trabalho propõe um estudo sobre eficiência energética, cujo principal objetivo é investigar o aquecimento do transformador na presença de harmônicos, apresentando medições comparativas entre o aumento da temperatura causada em um transformador a seco trifásico de 10~kVA quando submetido a correntes e tensões senoidais e não senoidais, e, posteriormente, uma comparação entre os resultados experimentais e os de simulações obtidas a partir de um modelo 3D do mesmo transformador desenvolvido no emph{software} COMSOL emph{Multiphysics}. Verificou-se que quanto maior a distorção harmônica de corrente, mais elevada é a temperatura no núcleo, e sobretudo nas bobinas. Enquanto que para tensão de alimentação com inter-harmônico e sub-harmônico o impacto no aquecimento do transformador tornou-se bem mais acentuado em relação a casos nos quais sua tensão de alimentação é senoidal ou contém harmônicas de 3ª, 5ª e 7ª ordens. Os erros verificados entre as medições e os resultados de simulações foram considerados aceitáveis. Com o refinamento do modelo, será possível empregá-lo a fim de prever o espectro de temperatura de transformadores em fase de projeto, principalmente sob condições não lineares de operação.

Submitted by Aline Santiago da Silva Santos (aline.santos@fgv.br) on 2010-10-05T18:23:41Z No. of bitstreams: 1 CPDOC-WILLIAM DE MIRANDA BARRETO.pdf: 794542 bytes, checksum: da024c9014cee729b2c3d140752bcbaf (MD5) / Approved for entry into archive by Suemi Higuchi(suemi.higuchi@fgv.br) on 2010-10-06T13:24:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CPDOC-WILLIAM DE MIRANDA BARRETO.pdf: 794542 bytes, checksum: da024c9014cee729b2c3d140752bcbaf (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-07T17:21:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CPDOC-WILLIAM DE MIRANDA BARRETO.pdf: 794542 bytes, checksum: da024c9014cee729b2c3d140752bcbaf (MD5) Previous issue date: 2010-08-26 / O trabalho analisa a crise do setor de energia elétrica brasileiro no início dos anos 1950 e os projetos de caráter nacionalistas elaboradas pela Assessoria de Getúlio Vargas para solucionar a crise de abastecimento de energia elétrica. Dentre eles, um dos mais debatidos foi o que propunha a criação da Eletrobrás, empresa estatal que seria responsável pelos investimentos dos recursos públicos na construção de novas usinas hidrelétricas, que levou oito anos para ser aprovado, que ganhou forte oposição de grupos presentes em diversos segmentos da sociedade que, baseados em pressupostos liberais, eram contrários a intervenção do Estado na economia. A pesquisa analisa a atuação de alguns atores que estiveram envolvidos no debate do projeto, a insatisfação da população e as conseqüências do racionamento ocorridos no período do segundo governo Vargas, a atuação do Grupo estrangeiro Light no setor e seus esforços para a manutenção do monopólio natural do setor, a atuação das empresas estaduais de energia elétrica, bem como as emendas e propostas de projetos alternativos ao que propunha a criação da Eletrobrás.