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

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. 2005. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. 2007. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

El presente trabajo muestra el enfoque sobre una alternativa a la forma tradicional, de realizar la medición del consumo de energía eléctrica que consume un abonado en base a telemetría SCADA que es el modelo más estándar para este cometido. El proyecto en si esta enmarcado en el desarrollo del (hardware y Software) del RTU (Unidad Terminal Remota) parte integrante de todo sistema SCADA y el desarrollo de una interfase de entorno Visual MTU (unidad Terminal Maestra) parte de1 sistema SCADA, para comunicarse con el RTU diseñada en lenguaje de programación Visual Basic 6.0 (Software) que realiza la lectura y medición del consumo de energía de manera automática del medidor del cliente. En desarrollo del sistema SCADA se tuvo como prerrogativa de trabajar con parámetros de consumo reales y no simplemente de cálculo teórico lo que proporciono al sistema factibilidad de ser implementado en una compañía que realice la medición de consumo de energía y que desee optimizar su servicio de medición

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)

Esta tese tem como objetivo o estabelecimento de bases técnicas para o dimensionamento de aproveitamentos híbridos hidrelétricos fotovoltaicos. Nesse sentido, investigam-se o funcionamento e a viabilidade técnica de uma configuração para esses aproveitamentos quanto aos efeitos de diferentes capacidades das baterias ou perfis de demanda, entre outros fatores. A tese traz à tona a questão da complementariedade entre fontes de energia, avaliando a influência de diferentes gradações de complementação entre as energias hídrica e solar e caracterizando essa complementariedade ao longo do Estado do Rio Grande do Sul. O sistema estudado é constituído por dois aproveitamentos, um hidrelétrico e outro fotovoltaico, operando em paralelo para atender a demanda. O desempenho foi investigado a partir da proposição de uma metodologia de análise, que consiste em um balanço energético baseado em disponibilidades energéticas idealizadas, resultando em um parâmetro para comparação de desempenho (um índice de falhas no atendimento). A idealização dos dados permite investigar a influência de determinado parâmetro, “filtrando” os efeitos de outros fatores (como condições climáticas). A avaliação dos efeitos da complementariedade foi efetuada pela proposição de índices matemáticos adimensionais. As simulações confirmaram tendências esperadas, como o aumento das falhas para baterias de menor capacidade e para menor complementariedade no tempo ou a redução das falhas para perfis com picos de demanda ao meio dia, entre outras, e mostraram como pequenas variações na capacidade das baterias, na potência hidrelétrica instalada ou na área dos módulos fotovoltaicos podem influenciar o desempenho do sistema. Uma avaliação da “aderência” dessas idealizações com a realidade foi obtida com simulações a partir de dados reais e com uma simulação experimental. Em ambos os casos houve forte semelhança qualitativa dos resultados, mostrando a influência de efeitos climáticos e de outros fatores sobre o comportamento dos componentes do sistema. Os ensaios experimentais foram realizados em duas bancadas, uma no Laboratório de Energia Solar, da Escola de Engenharia, e a outra no Laboratório de Ensino de Hidráulica, do Instituto de Pesquisas Hidráulicas, ambos nesta Universidade. Os resultados experimentais forneceram também subsídios para definir o controle do sistema, mostrando como deve ser o controle de carga das baterias e a inserção da corrente fornecida pelo gerador hidrelétrico. Enfim, foram estabelecidas diretrizes para o dimensionamento de aproveitamentos hidrelétricos fotovoltaicos com base na aplicação da metodologia proposta para análise, além de ter sido avaliada de forma expedita a aplicabilidade desse tipo de sistema de geração no Estado. / This thesis purposes to establish the technical bases for component sizing of hydroelectric photovoltaic hybrid plants. In this sense, the operation and technical viability of a specific configuration of these plants were investigated with regard to the effects of different battery capacities or demand profiles, among others. The thesis deals with the question of complementarity between energy resources, evaluating the influence of different complementarity gradations between hydro and solar energies and describing this complementarity along the State of Rio Grande do Sul. The studied system consists of two plants, a hydroelectric and a photovoltaic, operating in parallel to supply the consumers. The performance was investigated from the proposition of an analysis methodology, based on an energetic balance with idealized resources availability, resulting into a comparison parameter (a supply failure index). The data idealization allows to investigate the influence of each parameter, filtering off another effects (as climatic conditions). The complementarity effects were evaluated from the proposition of adimensional mathematical indexes. Expected tendencies, like an increase of failures due to smaller battery capacities and smaller time complementarity, or a decrease due to demand profiles with peak of demand concentrated at noon, were confirmed by the computational simulations, as well as how small variations of battery dimension, of installed hydro power and of photovoltaic area affects the system performance were also demonstrated by these simulations. The simulation with real meteorological data and an experimental simulation provides an evaluation of the adherence of idealizations with reality. In both cases, there was a strong qualitative similarity between results, showing the influence of climatic conditions and other factors on the system performance. The experimental tests were performed at Laboratório de Energia Solar, Escola de Engenharia, and at Laboratório de Ensino de Hidráulica, Instituto de Pesquisas Hidráulicas, in this University. The laboratory experiments results in information to define the control of the system, showing how to control the charge of batteries and how to insert the hydro power into the dc bus. Finally, technical bases for sizing methodology of hydro photovoltaic plants were established, based on the analysis methodology proposed. The aplicability of these kind of energy system was also evaluated.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322303.pdf: 4906566 bytes, checksum: 1c84f5f75d8083e0e51d894ab1d4f544 (MD5) Previous issue date: 2013 / O adensamento e o aumento no consumo de energia fazem dos centros urbanos um dos setores de maior impacto no balanço energético mundial, sendo responsáveis por 70% do consumo total de energia. Por outro lado, as fontes renováveis de energia estão se posicionando com força no mercado. A geração de energia fotovoltaica (FV) apresenta uma grande vantagem visto que geração e consumo podem ter coincidência espacial e temporal. Levando em consideração o formato principalmente vertical que possuem as edificações urbanas e a escassez de áreas horizontais disponíveis para a instalação de painéis fotovoltaicos, surge o objetivo principal do presente trabalho: avaliar o potencial de aplicação de painéis fotovoltaicos em fachadas de edificações em diferentes configurações urbanas, considerando o impacto do entorno construído. Foram analisados diferentes modelos variando parâmetros arquitetônicos e urbanos, por meio de simulações dinâmicas no plug-in DIVA dentro do programa Rhinoceros. Estabeleceu-se para cada configuração urbana o potencial de geração fotovoltaica das superfícies verticais opacas e finalmente foram identificados os modelos do cenário Miolo de Quadra como aqueles que apresentam a melhor relação entre geração e consumo. Contudo, os cenários com menor potencial de atendimento da demanda, foram os cenários Crescentes orientados para o Norte. Identificou-se que a determinação da eficiência dos modelos depende em grande medida da disponibilidade de superfícies para a geração FV (fachadas ou cobertura). Comprovou-se que conforme a Taxa de Ocupação aumenta, a razão entre geração e consumo possui uma tendência de aumento quando a conversão é realizada em fachadas e cobertura, gerando até 34% do consumo. No entanto, quando a integração FV se realiza apenas nas fachadas essa tendência se inverte, apresentando uma relação geração/consumo máxima de 9,3%. Observou-se que com a mudança da Taxa de Ocupação a influência dos parâmetros de construção no potencial de geração é variável. Finalmente a metodologia apresenta uma ferramenta bastante útil para o planejamento de centros urbanos eficientes e com potencial para geração de energia FV. <br> / Abstract : Cities densification process, added to growing energy consumption, make urban environments one of the greatest impact sector in energy balance, being responsible for 70% of the total energy consumption. On the other hand, renewable energy sources have been making great advances on the market, due to environmental concerns and the increase of fossil energy costs. Regarding PV energy conversion, the great advantage is the spatial and temporal coincidence of generation and consumption. Considering the mainly vertical format of urban buildings and the fact that there are not enough horizontal areas available for PV installation, is determinate the main objective of this survey: to assess the PV application potential in building facades within different urban contexts, considering the surroundings impact on the solar radiation availability. Different occupation models were analyzed by simulation on the Plug-in DIVA ran on Rhinoceros software, varying architectonical and urban parameters. Was established for each urban model, the potential of PV generation of vertical opaque surfaces and finally the Cloisters? Models were identified for having the best generating/consumption ratio. Models with less potential for attending the energy demand were the Increasing North orientated. It was identified that the determination of the model?s efficiency depends greatly on the kind of surfaces available for photovoltaic conversion (facades or roofs). Was proof as well, that with the increasing of occupation rate, the potential for energy generation have a growing tendency when the conversion occur on the facades and on the roof, generating until 34% of the consumption. However, when the conversion occurs just on facades, the tendency inverts, presenting a maximum generation/ consumption ratio of 9,3%. It was observed that when the occupation rate is modified, the influence of construction parameters on the energy generation potential is variable. Finally, the methodology presents a very useful tool for urban planning and for development of efficient urban context whit PV generation potential.

BEZERRA, Filomena Nádia Rodrigues. Sustentabilidade da matriz energética Brasilieira. 2016. 124 f. :Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Economia Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Economia Rural. Fortaleza-CE, 2016 / Submitted by Paloma Silva (gspaloma.g@gmail.com) on 2016-09-01T17:41:30Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_fnrbezerra.pdf: 1718858 bytes, checksum: 62d4942b9589bdb94ba5b8f57029fe6d (MD5) / Approved for entry into archive by Margareth Mesquita (margaret@ufc.br) on 2016-09-01T17:48:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_fnrbezerra.pdf: 1718858 bytes, checksum: 62d4942b9589bdb94ba5b8f57029fe6d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-01T17:48:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_fnrbezerra.pdf: 1718858 bytes, checksum: 62d4942b9589bdb94ba5b8f57029fe6d (MD5) Previous issue date: 2016 / The world energy situation is undergoing changes due to the availability of resources, deployed technologies, the cost of production, the policies adopted by countries, and the amount of existing reserves and recently the need to move to cleaner sources. In this perspective, the present work aimed to measure the evolution of the composition and economic sustainability of the Brazilian energy matrix, between the years 1970 to 2014. In a specific way: to evaluate the evolution of Brazilian energy production in the period 1970 to 2014; assess the behavior of the energy supply and energy dependence on external in Brazil and check the impact of the index of external energy dependency (IDEXT) on the evolution of the Gross Domestic Product (GDP) in Brazil in the period under investigation. The data used in the study were of secondary nature and analyzed in level Brazil. To estimate the indices we opted for the multivariate technique of factorial analysis, with decomposition in main componentes. Considering the obtained results, it was observed that since the oil crises of (1973 and 1979) the Brazilian energy matrix experienced transformations, with emphasis to the insertion of renewable sources. In contrast, there was a reduction in the production of wood, which in 1970 accounted for 64.2% of renewable sources, already in 2014 had a share of just 9.1% of the matrix renewable. For non-renewable sources, stood out the oil and natural gas, which despite the incentives for the reduction of sources of fossil origin, the same presented a trend of growth from 1970 to 2014. It was found that, during 25 years (1970- 1995) and in 24 years (1970-1994), Brazil has not presented a satisfactory performance in the production and supply of energy per capita, respectively, presenting high instability over the period. However, even with the increase in energy supply, the IDEXT presented upward trend, with a geometric rate of growth of 8.35%, considering that even with all the investment allocated to achieve the energy self-sufficiency, the need for import remained in ancestry to supply the domestic demand of energy. In addition, the survey showed that an increase of 0,1 unit in external dependence measured by IDEXT causes, in average, a reduction of 0.545 unit of the index in the Brazilian GDP. In this way, the dependence on energy imports cause negative effect in the internal economy of the country, making the product growth of aggregate. Faced with this situation, allows you to say that the Brazilian energy matrix,between the years 1970 and 2014, is not sustainable economically at delivering energy supply, and there is need for imports to meet the internal demand for this important production input and of quality of life. Moreover, the growing external dependence, as measured by IDEXT in this research, causes negative impacts in the formation of the wealth of the country. / A conjuntura energética mundial vem experimentando alterações, em virtude da disponibilidade dos recursos, das tecnologias implantadas, do custo de produção, das políticas adotadas pelos países, bem como da quantidade de reservas existentes e, recentemente, da necessidade de migração para fontes menos poluentes. Nessa perspectiva, o presente trabalho objetivou mensurar a evolução da composição e sustentabilidade econômica da Matriz Energética Brasileira, entre os anos de 1970 a 2014. De maneira específica a pesquisa buscou: avaliar a evolução da produção energética brasileira no período de 1970 a 2014; aferir o comportamento da oferta de energia e dependência externa energética no Brasil e verificar o impacto do Índice de Dependência Externa de Energia (IDEXT) sobre a evolução do Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro no período sob investigação. Os dados utilizados na pesquisa foram de natureza secundária e analisados em nível Brasil. Para estimar os índices optou-se pela técnica multivariada de Análise Fatorial, com decomposição em componentes principais. Diante dos resultados obtidos, observou-se que desde as crises do petróleo (1973 e 1979) a Matriz Energética Brasileira experimentou transformações, com destaque para a inserção de fontes renováveis. Em contrapartida, houve uma redução da produção de lenha, que em 1970 representava 64,2% das fontes renováveis, já em 2014 teve uma participação de apenas 9,1% da matriz renovável. Para as fontes não renováveis, destacaram-se o petróleo e o gás natural, que apesar dos incentivos para a redução de fontes de origem fóssil, apresentaram tendência de crescimento de 1970 a 2014. Constatou-se que, durante 25 anos (1970-1995) e, em 24 anos (1970-1994), o Brasil não apresentou um desempenho satisfatório na produção e na oferta per capita energética, respectivamente, apresentando elevada instabilidade ao longo do período. Entretanto, mesmo com o aumento na oferta energética, a dependência externa apresentou tendência ascendente, com uma Taxa Geométrica de Crescimento de 8,35% ao ano, atentando que mesmo com todos os investimentos alocados para alcançar a autossuficiência energética, a necessidade de importação se manteve em ascendência para suprir a demanda interna de energia. Além disso, a pesquisa mostrou que um aumento de 0,1 unidade na dependência externa aferida pelo IDEXT provoca, em média, uma redução de 0,545 unidade do índice do PIB brasileiro. Deste modo, a dependência de importação de energia causa efeito negativo na economia interna do país, dificultando o crescimento do produto agregado. Diante dessa conjuntura, permite-se afirmar que a Matriz Energética Brasileira, entre os anos de 1970 e 2014, não é sustentável economicamente no quesito fornecimento energético, havendo necessidade de importação para suprir a demanda interna por este importante insumo de produção e de qualidade de vida. Além disso, a dependência externa crescente, tal como mensurada pelo IDEXT nesta pesquisa, provoca impactos negativos na formação da riqueza do país.

PINTO, W. F.Controladores robustos LQG/LTR com ação integral aplicados ao controle de geradores eólicos interligados ao sistema de distribuição de energia elétrica baseados em máquina de indução duplamente alimentada. 2012. 149 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-17T18:55:24Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_vppinto.pdf: 4748816 bytes, checksum: 5ed094d97b04c5a274f84f921d09abf5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-17T18:56:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_vppinto.pdf: 4748816 bytes, checksum: 5ed094d97b04c5a274f84f921d09abf5 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-17T18:56:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_vppinto.pdf: 4748816 bytes, checksum: 5ed094d97b04c5a274f84f921d09abf5 (MD5) Previous issue date: 2012-01 / It is proposed in this thesis a LQG/LTR robust controller (Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery) with integral action (LQG/LTRI) in a new application for gain tuning for the rotor side converter and grid side converter in a wind energy conversion system (WECS) with Doubly-Fed Induction Generator(DFIG). The proposed control method assures the robustness with respect to the tracking error rejection, insensitivity to parameter variations and permits that measurement and modeling errors are incorporated in the project. Robustness and performance tests were performed for variations of machine internal parameters and speed. Simulation and experimental results, obtained from a laboratory prototype that uses a 2 kW machine are presented to validate and demonstrate the robustness and performance of the proposed controller through the comparison with the proportional and integral (PI) controller employed in a wind energy conversion system with DFIG. / Na presente tese, propõe-se um controlador robusto LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery) com ação integral (LQG/LTRI) em uma nova aplicação para o ajuste dos controladores do conversor do lado da máquina e do conversor do lado rede elétrica em um sistema de conversão eólica utilizando um gerador de indução duplamente alimentado (Doubly-Fed Induction Generator - DFIG). A metodologia de controle proposta assegura a robustez em relação à rejeição do erro de rastreamento, insensibilidade a variações paramétricas, além de permitir que erros de medida e modelagem sejam incorporados no projeto. Testes de robustez e desempenho foram realizados para variações dos parâmetros internos da máquina e variações de referência de velocidade. Resultados de simulação e experimentais, obtidos em um protótipo de laboratório com uma máquina de 2kW são apresentados para validar e demonstrar o bom desempenho e robustez do controlador proposto comparado com os controladores clássicos Proporcional- Integral (PI) em um sistema de geração eólica com máquinas DFIG.

Resumo