Mixed-integer nonlinear approach for the optimal scheduling of a head-dependent hydro chain

This paper is on the problem of short-term hydro scheduling (STHS), particularly concerning a head-dependent hydro chain We propose a novel mixed-integer nonlinear programming (MINLP) approach, considering hydroelectric power generation as a nonlinear function of water discharge and of the head. As a new contribution to eat her studies, we model the on-off behavior of the hydro plants using integer variables, in order to avoid water discharges at forbidden areas Thus, an enhanced STHS is provided due to the more realistic modeling presented in this paper Our approach has been applied successfully to solve a test case based on one of the Portuguese cascaded hydro systems with a negligible computational time requirement.

Protec����o contra descargas atmosf��ricas: aplica����o inform��tica de identifica����o das vulnerabilidades das edifica����es e de apoio �� concep����o da protec����o

A concep����o de instala����es el��ctricas deve garantir condi����es de seguran��a para as pessoas e equipamentos. Para tal �� exigida, quer por for��a de regulamenta����o ou de normaliza����o, a instala����o de dispositivos que garantam a detec����o e a protec����o contra os defeitos mais comuns nas instala����es el��ctricas como, por exemplo, as sobreintensidades e as sobretens��es. Suscept��veis de criar sobretens��es perigosas nas instala����es el��ctricas, as descargas atmosf��ricas podem ainda causar danos estruturais elevados, o que, em algumas actividades econ��micas, torna fundamental a implementa����o de medidas de protec����o contra este fen��meno natural. A protec����o contra descargas atmosf��ricas directas consiste em identificar as vulnerabilidades das estruturas e, nesses locais, implementar dispositivos de captura, direccionamento e escoamento da descarga atmosf��rica �� terra, em condi����es de seguran��a. O presente trabalho, desenvolvido no ��mbito da disserta����o de Mestrado em Engenharia Electrot��cnica, visa desenvolver e implementar uma ferramenta computacional, baseada em programas de desenho assistido por computador (CAD) de utiliza����o corrente na ��rea de projecto de arquitectura e de engenharia, que permita, no ��mbito de normas internacionais, a an��lise e implementa����o de sistemas de protec����o em edif��cios contra descargas atmosf��ricas de uma forma r��pida e expedita. Baseado num programa CAD 3D, que permite a modeliza����o tridimensional das estruturas a proteger, a ferramenta desenvolvida tentar�� identificar as suas vulnerabilidades das estruturas ��s descargas atmosf��ricas directas, com o intuito de implementar as medidas de protec����o mais adequadas do ponto de vista t��cnico econ��mico. Prev��-se que a ferramenta resultante deste estudo, o Simulador do Modelo Electrogeom��trico (SIMODEL), possibilite aos projectistas e particularmente aos alunos das unidades curriculares na ��rea do projecto de instala����es el��ctricas da ��rea Departamental de Engenharia de Sistemas e Potencia e Automa����o (ADESPA) do ISEL, estudar e implementar sistemas de protec����o contra descargas atmosf��ricas (SPDA) baseados na normaliza����o internacional do CENELEC e da IEC, nomeadamente as normas da s��rie 62305.

Comportamento din��mico da rede el��ctrica da ilha de S��o Vicente em Cabo Verde: estabilidade de tens��o

Neste trabalho �� efectuado, n��o s�� o diagn��stico em regime permanente, mas tamb��m o estudo, simula����o e an��lise do comportamento din��mico da rede el��ctrica da ilha de S��o Vicente em Cabo Verde. Os estudos de estabilidade transit��ria desempenham um importante papel, tanto no planeamento como na opera����o dos sistemas de pot��ncia. Tais estudos s��o realizados, em grande parte, atrav��s de simula����o digital no dom��nio do tempo, utilizando integra����o num��rica para resolver as equa����es n��o-lineares que modelam a din��mica do sistema e dependem da exist��ncia de registos reais de perturba����o (ex: osciloperturbografia). O objectivo do trabalho ser�� tamb��m verificar a aplicabilidade dos requisitos t��cnicos que as unidades geradoras devem ter, no que concerne ao controlo de tens��o, estabelecidos na futura regulamenta����o europeia desenvolvida pela ENTSO-E (European Network Transmission System Operator for Electricity). De entre os requisitos analisou-se a capacidade das m��quinas existentes suportarem cavas de tens��o decorrentes de curto-circuitos trif��sicos sim��tricos, Fault Ride Through, no ponto de liga����o �� rede. Identificaram-se para o efeito os factores que influenciam a estabilidade desta rede, em regime perturbado nomeadamente: (i) dura����o do defeito, (ii) caracteriza����o da carga, com e sem a presen��a do sistema de controlo de tens��o (AVR) em unidades de gera����o s��ncronas. Na aus��ncia de registos reais sobre o comportamento do sistema, conclui-se que este �� sens��vel �� elasticidade das cargas em particular do tipo pot��ncia constante, existindo risco de perda de estabilidade, neste caso, para defeitos superiores a 5ms sem AVR. A exist��ncia de AVR nesta rede afigura-se como indispens��vel para garantir estabilidade de tens��o sendo contudo necess��rio proceder a uma correcta parametriza����o.

A gest��o do risco associado �� negocia����o de energia el��ctrica atrav��s de contratos bilaterais e mercado spot

Num mercado de electricidade competitivo onde existe um ambiente de incerteza, as empresas de gera����o adoptam estrat��gias que visam a maximiza����o do lucro, e a minimiza����o do risco. Neste contexto, �� de extrema import��ncia para desenvolver uma estrat��gia adequada de gest��o de risco ter em conta as diferentes op����es de negocia����o de energia num mercado liberalizado, de forma a suportar a tomada de decis��es na gest��o de risco. O presente trabalho apresenta um modelo que avalia a melhor estrat��gia de um produtor de energia el��ctrica que comercializa num mercado competitivo, onde existem dois mercados poss��veis para a transac����o de energia: o mercado organizado (bolsa) e o mercado de contratos bilaterais. O produtor tenta maximizar seus lucros e minimizar os riscos correspondentes, seleccionando o melhor equil��brio entre os dois mercados poss��veis (bolsa e bilateral). O mercado de contratos bilaterais visa gerir adequadamente os riscos inerentes �� opera����o de mercados no curto prazo (mercado organizado) e dar o vendedor / comprador uma capacidade real de escolher o fornecedor com que quer negociar. O modelo apresentado neste trabalho faz uma caracteriza����o expl��cita do risco no que diz respeito ao agente de mercado na quest��o da sua atitude face ao risco, medido pelo Value at Risk (VaR), descrito neste trabalho por Lucro-em-Risco (PAR). O pre��o e os factores de risco de volume s��o caracterizados por um valor m��dio e um desvio padr��o, e s��o modelizados por distribui����es normais. Os resultados num��ricos s��o obtidos utilizando a simula����o de Monte Carlo implementado em Matlab, e que �� aplicado a um produtor que mant��m uma carteira diversificada de tecnologias de gera����o, para um horizonte temporal de um ano. Esta disserta����o est�� organizada da seguinte forma: o cap��tulo 1, 2 e 3 descrevem o estado-da-arte relacionado com a gest��o de risco na comercializa����o de energia el��ctrica. O cap��tulo 4 descreve o modelo desenvolvido e implementado, onde �� tamb��m apresentado um estudo de caso com uma aplica����o do modelo para avaliar o risco de negocia����o de um produtor. No cap��tulo 5 s��o apresentadas as principais conclus��es.

Nonlinear optimization method for short-term hydro scheduling considering head-dependency

This paper is on the problem of short-term hydro scheduling, particularly concerning head-dependent reservoirs under competitive environment. We propose a new nonlinear optimization method to consider hydroelectric power generation as a function of water discharge and also of the head. Head-dependency is considered on short-term hydro scheduling in order to obtain more realistic and feasible results. The proposed method has been applied successfully to solve a case study based on one of the main Portuguese cascaded hydro systems, providing a higher profit at a negligible additional computation time in comparison with a linear optimization method that ignores head-dependency.

Hybrid Wavelet-PSO-ANFIS Approach for Short-Term Electricity Prices Forecasting

A novel hybrid approach, combining wavelet transform, particle swarm optimization, and adaptive-network-based fuzzy inference system, is proposed in this paper for short-term electricity prices forecasting in a competitive market. Results from a case study based on the electricity market of mainland Spain are presented. A thorough comparison is carried out, taking into account the results of previous publications. Finally, conclusions are duly drawn.

An��lise do transporte ferrovi��rio de mercadorias associado �� problem��tica da diferen��a de bitola entre linhas da rede ferrovi��ria: estudo do caso pr��tico: liga����o do porto de Aveiro ao corredor internacional de mercadorias E-80

Trabalho Final de Mestrado para obten����o do grau de Mestre em Engenharia Civil

Desenvolvimento e estudo de modelos de FACTS para o tr��nsito de energia: aplica����o ao estudo das condi����es t��cnicas de liga����o de linhas MAT

Disserta����o para obten����o do grau de Mestre em Engenharia Electrot��cnica Ramo de Energia

Abordagem �� previs��o do pre��o de energia el��trica via m��todos de suaviza����o exponencial

Disserta����o para a obten����o do grau de Mestre em Engenharia Electrot��cnica Ramo de Energia

Controlo preditivo distribu��do em edif��cios para conforto t��rmico e aloca����o de cargas

Disserta����o para obten����o do grau de Mestre em Engenharia Electrot��cnica Ramo de Automa����o e Electr��nica Industrial

Previs��o de curto prazo do consumo de energia el��trica

Disserta����o para a obten����o do grau de Mestre em Engenharia Electrot��cnica - Ramo de Energia

Metaheuristic approach to the Holt-Winters optimal short term load forecast

Electricity short-term load forecast is very important for the operation of power systems. In this work a classical exponential smoothing model, the Holt-Winters with double seasonality was used to test for accurate predictions applied to the Portuguese demand time series. Some metaheuristic algorithms for the optimal selection of the smoothing parameters of the Holt-Winters forecast function were used and the results after testing in the time series showed little differences among methods, so the use of the simple local search algorithms is recommended as they are easier to implement.

Metaheuristhic approach to the Holt-Winters optimal short term load forecast

Electricity short-term load forecast is very important for the operation of power systems. In this work a classical exponential smoothing model, the Holt-Winters with double seasonality was used to test for accurate predictions applied to the Portuguese demand time series. Some metaheuristic algorithms for the optimal selection of the smoothing parameters of the Holt-Winters forecast function were used and the results after testing in the time series showed little differences among methods, so the use of the simple local search algorithms is recommended as they are easier to implement.

On performance of distributed model predictive control in power system frequency regulation

This paper describes the implementation of a distributed model predictive approach for automatic generation control. Performance results are discussed by comparing classical techniques (based on integral control) with model predictive control solutions (centralized and distributed) for different operational scenarios with two interconnected networks. These scenarios include variable load levels (ranging from a small to a large unbalance generated power to power consumption ratio) and simultaneously variable distance between the interconnected networks systems. For the two networks the paper also examines the impact of load variation in an island context (a network isolated from each other).

Power converter topologies for wind energy conversion systems: Integrated modeling, control strategy and performance simulation

This paper presents new integrated model for variable-speed wind energy conversion systems, considering a more accurate dynamic of the wind turbine, rotor, generator, power converter and filter. Pulse width modulation by space vector modulation associated with sliding mode is used for controlling the power converters. Also, power factor control is introduced at the output of the power converters. Comprehensive performance simulation studies are carried out with matrix, two-level and multilevel power converter topologies in order to adequately assert the system performance. Conclusions are duly drawn.