Redes elétricas inteligentes: desenvolvimento de modelos computacionais e aplicações para a gestão do lado da procura

Esta tese incide sobre o desenvolvimento de modelos computacionais e de aplicações para a gestão do lado da procura, no âmbito das redes elétricas inteligentes. É estudado o desempenho dos intervenientes da rede elétrica inteligente, sendo apresentado um modelo do produtor-consumidor doméstico. O problema de despacho económico considerando previsão de produção e consumo de energia obtidos a partir de redes neuronais artificiais é apresentado. São estudados os modelos existentes no âmbito dos programas de resposta à procura e é desenvolvida uma ferramenta computacional baseada no algoritmo de fuzzy-clustering subtrativo. São analisados perfis de consumo e modos de operação, incluindo uma breve análise da introdução do veículo elétrico e de contingências na rede de energia elétrica. São apresentadas aplicações para a gestão de energia dos consumidores no âmbito do projeto piloto InovGrid. São desenvolvidos sistemas de automação para, aquisição monitorização, controlo e supervisão do consumo a partir de dados fornecidos pelos contadores inteligente que permitem a incorporação das ações dos consumidores na gestão do consumo de energia elétrica; SMART GRIDS - COMPUTATIONAL MODELS DEVELOPMENT AND DEMAND SIDE MANAGMENT APPLICATIONS Abstract: This thesis focuses on the development of computational models and its applications on the demand side management within the smart grid scope. The performance of the electrical network players is studied and a domestic prosumer model is presented. The economic dispatch problem considering the production forecast and the energy consumption obtained from artificial neural networks is also presented. The existing demand response models are studied and a computational tool based on the fuzzy subtractive clustering algorithm is developed. Energy consumption profiles and operational modes are analyzed, including a brief analysis of the electrical vehicle and contingencies on the electrical network. Consumer energy management applications within the scope of InovGrid pilot project are presented. Computational systems are developed for the acquisition, monitoring, control and supervision of consumption data provided by smart meters allowing to incorporate consumer actions on their electrical energy management.

Evolução da distribuição da lontra (lutra lutra L.) na península ibérica: modelos a diferentes escalas e a sua projeção no espaço e no tempo

A Lontra Euroasiática foi alvo de quatro prospeções na Península Ibérica (1990-2008). Em 2003, foi publicado um modelo de distribuição da lontra, com base nos dados de presença/ausência das prospeções publicadas em 1998. Dadas as suas características, este tipo de modelos pode tornar-se um elemento chave nas estratégias de recuperação da lontra como também, de outras espécies, se comprovada a sua fiabilidade e capacidade de antecipar tendências na distribuição das mesmas. Assim, esta dissertação confrontou as previsões do modelo com os dados de distribuição de 2008, a fim de identificar potências áreas de discordância. Os resultados revelam que, o modelo de distribuição de lontra proposto, apesar de ter por base dados de 1998 e de não considerar explicitamente processos biológicos, conseguiu captar o essencial da relação espécie-ambiente, resultando num bom desempenho preditivo para a distribuição da mesma em Espanha, uma década depois da sua construção; Evolution of otter (Lutra lutra L.) distribution in the Iberian Peninsula: Models at different scales and their projection through space and time Abstract: The Eurasian otter was already surveyed four times in the Iberian Peninsula (1990-2008). In 2003, a distribution model for the otter based on presence/absence data from the survey published in 1998, was published. This type of models has advantages that can make it in a key element for otter conservation strategies and also, for other species, but only, if their reliability and capability to predict species distribution tendencies are validated. The present thesis compares the model predictions with 2008 data, in order to find potential mismatch areas. Results suggest that, although the distribution model for the otter was based on data from 1998 and, doesn’t include explicitly biological mechanisms, it managed to correctly identify the essence of the species-environment relationship, what was translated in a good predictive performance for its actual distribution in Spain, after a decade of its construction.

Confirmação do modelo da estrutura 3D do vale inferior do Tejo a partir de dados de ruído sísmico ambiente

Ao longo de sua história a região do Vale Inferior do Tejo VIT foi abalada por vários sismos consideravelmente destrutivas, tendo alguns deles produzido significativas deformações nas estruturas marítimas localizadas no litoral a sudoeste do território Português; outros, moderados, foram produzidos por fontes locais, como os de 1344, 1531 e 1909. Nos últimos anos, devido à melhoria dos modelos de estrutura 3D e o desenvolvimento dos métodos numéricos, foram elaborados vários estudos de síntese de movimento forte do solo para a região do Baixo Tejo utilizando o método de diferenças finitas. Para confirmar o modelo de velocidades desta bacia usámos medidas de ruído sísmico, aplicámos um método baseado na razão espectral H/V, e, a partir destas curvas, por inversão, obtivemos um modelo de velocidades para a região estudada. Os resultados revelam uma boa concordância entre o modelo obtido e os dados geofísicos e geológicos recolhidos na mesma área._ ABSTRACT: Along his history the Lower Tagus Valley (LTV) area was shaken by several earthquakes. The largest reported had their origin in the southwestern part of Iberia. Other moderate earthquakes were produced by local sources such as the 1344, 1531 and the 1909. ln the last years, due to 3D structural model improvement and development in numerical methods, several studies have successful obtained strong-ground motion synthesis for the LVT region using finite difference method. To confirm the velocity model of the LTV sedimentary basin obtained by geophysical and geological data, we use broad-band microtremor measurements and application of the horizontal to vertical (H/V) spectral ratio method. We have obtained a velocity model for the studied region by inversion of the H/V curve. The results have good agreement geological and geophysical data.

Avaliação e controlo da qualidade da água de albufeiras com base em modelos dinâmicos

A problemática relacionada com a modelação da qualidade da água de albufeiras pode ser abordada de diversos pontos de vista. Neste trabalho recorre-se a metodologias de resolução de problemas que emanam da Área Cientifica da Inteligência Artificial, assim como a ferramentas utilizadas na procura de soluções como as Árvores de Decisão, as Redes Neuronais Artificiais e a Aproximação de Vizinhanças. Actualmente os métodos de avaliação da qualidade da água são muito restritivos já que não permitem aferir a qualidade da água em tempo real. O desenvolvimento de modelos de previsão baseados em técnicas de Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados, mostrou ser uma alternativa tendo em vista um comportamento pró-activo que pode contribuir decisivamente para diagnosticar, preservar e requalificar as albufeiras. No decurso do trabalho, foi utilizada a aprendizagem não-supervisionada tendo em vista estudar a dinâmica das albufeiras sendo descritos dois comportamentos distintos, relacionados com a época do ano. ABSTRACT: The problems related to the modelling of water quality in reservoirs can be approached from different viewpoints. This work resorts to methods of resolving problems emanating from the Scientific Area of Artificial lntelligence as well as to tools used in the search for solutions such as Decision Trees, Artificial Neural Networks and Nearest-Neighbour Method. Currently, the methods for assessing water quality are very restrictive because they do not indicate the water quality in real time. The development of forecasting models, based on techniques of Knowledge Discovery in Databases, shows to be an alternative in view of a pro-active behavior that may contribute to diagnose, maintain and requalify the water bodies. ln this work. unsupervised learning was used to study the dynamics of reservoirs, being described two distinct behaviors, related to the time of year.