Over the last decades, renewable energy sources (RES) participation into the electricity supply mix has been constantly increasing not only in interconnected power systems but also in isolated power systems. This power supply transition seeks to accomplish renewable-based electricity generation targets and policies as well as the de-carbonisation of societies for a more sustainable energy future. Such transition should be achieved through investments and consequent substantial installation of wind and solar farms in power systems, not only because of their obvious environmental benefits but also because of their technological maturity and consequent steady cost declining.Despite renewable energy penetration growth in several power grids, there are some technical challenges to deal with when we are in presence of isolated power systems with variable renewable energy sources. Those technical issues are identical to the ones faced by larger and interconnected systems but they could intensify in these less robust type of systems. Therefore, issues like frequency control and spinning reserve management become even more important to guarantee acceptable levels of stability and security of the system. Moreover, the increasing participation of wind and photovoltaics in the generation mix, unlike conventional generators, leads to a significant reduction in the amount of synchronous inertia present in the system, which is essential to avoid a rapid rate of change of frequency (RoCoF) and large frequency deviations after a contingency. Thus, higher RoCoF and frequency deviations will be observed, which might trigger the protection devices resulting in a cascading outage and a blackout.This thesis presents a preventive control tool capable of evaluate power system stability and identify the minimum synchronous inertia required to maintain system stable for a certain operation scenario (characterized by its dispatch and demand) and, if necessary, to support the decision maker to perform a new power dispatch or consider the activation of synchronous condensers.For that purpose, a small and isolated power system with a significant participation of RES in the generation mix was considered. By performing a power dispatch, several operation scenarios were created and used as input in a MATLAB/SIMULINK model, which was used to study the dynamic response of the system when a disturbance occur. In this work two different disturbances were considered: active power output loss by the biggest thermal unit in the system and the loss of 50\% in both wind and PV active power output. Therefore, a dataset was created to train two different neural networks (one for each contingency) so that they could emulate the dynamic response of the system. By applying a sensitivity analysis by the neural networks it is possible to identify the minimum synchronous inertia required by the system to keep it secure and stable.

Soft skills are increasingly talked and written about for their growing importance both in higher education and the job market. However, it is still difficult to point out the direction to go when there's a need to teach said skills or even assess them in students or professionals. This dissertation aims for an answer to those two questions while studying the engineering profession and its needs. There are five skills analysed for this study, following extensive research on relevance to the practice of engineering: communication, emotional intelligence, leadership, problem-solving and creativity and critical thinking. For each skill, further investigation was held to compile models and theories that can assist the learning process as well as descriptors for its assessment. It is crucial to notice that this study is entirely in line with engineering education in Europe and the work developed by multiple organisations and investigations on the topic.

No description available.

No description available.

A clear opportunity exists for the integration of Battery Energy Storage Systems (BESS) in hybrid off-grid applications, i.e., isolated grids with renewable sources (e.g. PV, wind) and small-scale diesel generators. In these applications, renewable sources have the potential to reduce petroleum derivatives consumption (diesel, lubricants, etc.) and reduce Greenhouse Gases emissions. Therefore, in recent years the changes in the economics of renewables and, particularly, PV sources, have led to their integration with diesel generators in order to reduce the Operational Expenditure (OPEX) of off-grid systems. BESS present the capability of maximizing the integration of renewable energy and, consequently, further offset the use of diesel-fired generating units. The purpose of this work is twofold: First, the objective is to identify the Key Performance Indicators (KPI) for assessing the integration of Hybrid Off-grid Systems with BESS. Second, these KPI, reflecting the potential impacts of battery Storage within an Hybrid Off-grid system, will enable the assessment of the business case of the BESS integration.

O problema de geração e otimização de trajetórias para veículos marítimos tem atraído a atenção tanto da indústria como do setor de investigação. Na indústria, a motivação é a redução dos tempos de viagem e custos de combustível, com atenção especial para rotas longas. Neste contexto, resultados da área de roteamento de navios mostram que a poupança de combustível obtida pelos algoritmos existentes é fortemente afetada por padrões existentes nas correntes oceânicas. No setor de investigação, a maior parte da atenção está na geração de trajetórias para veículos não tripulados ou autónomos com aplicações militares e/ou científicas. Neste caso os tempos de missão são tipicamente mais curtos, assim como as distâncias, mas a magnitude das correntes é maior e estas variam em escalas temporais mais curtas. Por estas razões existe a necessidade de desenvolvimento de algoritmos de planeamento que sejam capazes de integrar dados provenientes de modelos do oceano com resoluções espaciais e temporais altas. Adicionalmente, o aumento da complexidade dos requisitos das missões com veículos marítimos autónomos implica que os métodos de planeamento terão de ser capazes de ter em conta restrições de coordenação espaciais e temporais que surgem em cenários como operações em zonas com correntes de maré.Nesta dissertação propomos um método de geração de trajetórias para veículos marítimos não tripulados baseado em programação dinâmica. A aplicação de métodos de programação dinâmica converte um problema de controlo ótimo no problema de resolução de uma equação às derivadas parciais não-linear de primeira ordem. Dados provenientes de modelos do oceano podem ser integrados de forma natural na resolução numérica dessa equação. Uma vez que a programação dinâmica é aplicável a sistemas dinâmicos com estados discretos e contínuos, o método é extensível a problemas que envolvam restrições baseadas em lógica.Apresentamos exemplos de cenários de missões reais usando dados de um modelo do estuário do Sado em Portugal. Simulações software-in-the-loop usando a LSTS toolchain validam a aplicabilidade da abordagem na prática. / Trajectory generation and optimization for ocean vehicles has attracted considerable attention from both the research community and the industry. In the industry, the motivation is the reduction of shipping times and fuel costs, and the focus is on large distance routes.In this context, research on ship routing algorithms has shown that the fuel savings attained by such algorithms can be strongly affected by specific patterns present in the ocean currents. In the research community, the focus is on trajectory generation for unmanned or autonomous marine craft with military and/or scientific applications. Here the mission times and distances are typically much shorter, but ocean current magnitudes are greater and vary on smaller time scales. As such there is pressing need for mission planning algorithms which can incorporate data from high temporal-spatial resolution ocean models.As mission requirements become more complex, planning methods must also be able to take into account spatial and temporal constraints which arise in scenarios such as multi-stage operations in areas with tidal-driven currents.We propose a method for trajectory generation for unmanned marine vehicles based on dynamic programming. The application of dynamic programming techniques converts an optimal control problem to the problem of solving a first-order nonlinear partial differential equation, and data from ocean models is naturally integrated when solving the equation numerically. Since dynamic programming can be applied to dynamical systems with both discrete and continuous states, the method is extensible to problems involving logic-based constraints.We present examples of real-life mission scenarios using data from an ocean model of the Sado river in Portugal. Software-in-the-loop simulations using the LSTS toolchain validate the practical applicability of the approach.

Presentemente face às elevadas necessidades energéticas e às excessivas emissões de CO2 existe uma necessidade de implementar novas políticas de eficiência e sustentabilidade e de mudar certos cânones pré-estabelecidos. Devido a uma tendência cada vez mais acentuada de aumento de preços no que diz respeito a tarifas energéticas e a limitações temporais impostas pelos combustíveis fosseis é necessária uma implementação cada vez maior de energias renováveis de modo a diminuir a dependência energética do carvão e petróleo. A presente dissertação aborda uma análise energética num edifício escolar com aprofundamento na escolha adequada das tarifas (comercializador de energia eléctrica), qualidade da energia, sistema de avac e análise luminotécnica. O objetivo é quantificar de modo preciso a energia necessária para o correcto funcionamento deste edifício e analisar de que maneira é que é possível optimizar tal valor.

Nesta dissertação, pretende-se desenvolver uma UPS Portátil que permita alimentar cargas CA e CC e que seja ao mesmo tempo transportável com uma autonomia de 1kW/h. As entradas da UPS serão de 230V CA, 12V CC, 24V CC e um painel fotovoltaico. Já as suassaídas serão 230V CA, 12V CC e 5V CC. / Atualmente assiste-se a uma constante evolução tecnológica que exige o desenvolvimento de fontes de energia elétrica inovadoras e mais eficazes. Distorções de energia e picos de tensão podem causar fortes impactos negativos nos equipamentos eletrónicos. Os sistemas de trans-missão de dados que utilizam canais de comunicação, por exemplo, requerem fontes de energia reguláveis e contínuas. Assim, com o forte avanço da tecnologia, as fontes de alimentação ininterruptiveis (Uninterruptible Power Supplies - UPS) demonstraram uma grande evolução, tendo já capacidade de fornecer energia limpa e contínua para cargas sensíveis. Por outro lado, o desenvolvimento tecnológico permitiu a criação e o avanço de equipamentos portáteis que são indispensáveis ao bem-estar da sociedade, nomeadamente de smartphones, computadores portáteis, tablets, agendas eletrónicas... No entanto, a capacidade das baterias não possuem um rendimento suficientemente elevado, levando à necessidade de carregamento constante. Já os equipamentos portáteis que não possuem bateria (como o caso de geladeiras e secadores) necessitam de uma fonte próxima de energia, vindo as UPS Portáteis satisfazer esta necessidade, uma vez que acumulam energia.

Esta dissertação apresenta uma abordagem híbrida que combina técnicas de machine learning e simulação para a definição de um sistema de transporte dinâmico a ser aplicado num sistema de produção job-shop. Da integração destas técnicas é definida a movimentação a ser realizada por um AGV com o objetivo de maximização da produtividade de um sistema de produção segundo diferentes horizontes temporais.

De modo a tornar o método de transporte marítimo mais eficiente, rentável e seguro foi desenvolvido e implementado um algoritmo de planeamento de trajetórias com desvio de obstáculos em tempo real para ser futuramente utilizado pelas embarcações.Com múltiplos pontos de destino definidos, este algoritmo permite em primeiro lugar o planeamento completo da missão tendo em consideração todos os obstáculos estáticos conhecidos no momento e de seguida a execução desta, atuando de forma reativa na ocorrência de obstáculos dinâmicos.Considerando a informação obtida por um sistema de perceção, principalmente composto por LIDAR, GPS e uma câmera estereoscópica, este método permite a estimação de uma velocidade livre de colisão ao ser atuada no ASV.