Power Electronic Converters in Low-Voltage Direct Current Distribution – Analysis and Implementation

Over the recent years, smart grids have received great public attention. Many proposed functionalities rely on power electronics, which play a key role in the smart grid, together with the communication network. However, “smartness” is not the driver that alone motivates the research towards distribution networks based on power electronics; the network vulnerability to natural hazards has resulted in tightening requirements for the supply security, set both by electricity end-users and authorities. Because of the favorable price development and advancements in the field, direct current (DC) distribution has become an attractive alternative for distribution networks. In this doctoral dissertation, power electronic converters for a low-voltage DC (LVDC) distribution system are investigated. These include the rectifier located at the beginning of the LVDC network and the customer-end inverter (CEI) on the customer premises. Rectifier topologies are introduced, and according to the LVDC system requirements, topologies are chosen for the analysis. Similarly, suitable CEI topologies are addressed and selected for study. Application of power electronics into electricity distribution poses some new challenges. Because the electricity end-user is supplied with the CEI, it is responsible for the end-user voltage quality, but it also has to be able to supply adequate current in all operating conditions, including a short-circuit, to ensure the electrical safety. Supplying short-circuit current with power electronics requires additional measures, and therefore, the short-circuit behavior is described and methods to overcome the high-current supply to the fault are proposed. Power electronic converters also produce common-mode (CM) and radio-frequency (RF) electromagnetic interferences (EMI), which are not present in AC distribution. Hence, their magnitudes are investigated. To enable comprehensive research on the LVDC distribution field, a research site was built into a public low-voltage distribution network. The implementation was a joint task by the LVDC research team of Lappeenranta University of Technology and a power company Suur-Savon S¨ahk¨o Oy. Now, the measurements could be conducted in an actual environment. This is important especially for the EMI studies. The main results of the work concern the short-circuit operation of the CEI and the EMI issues. The applicability of the power electronic converters to electricity distribution is demonstrated, and suggestions for future research are proposed.

Verkkopalveluiden jatkuvan ylläpidon kehittäminen: Case Aucor Oy ja WordPress

Verkkopalveluiden ylläpitovaiheessa halutaan varmistua, etteivät palveluun tehdyt muutokset aiheuta verkkopalvelussa virhetilanteita ja palvelu toimii moitteetta. Muutoksen hyväksyntätestaus voidaan tehdä regressiotestauksena vertaamalla palvelun tilaa ennen ja jälkeen muutoksen. Sisältöpainotteisessa verkkopalvelussa testaaminen keskittyy loppukäyttäjälle esitetyn sivun semanttiseen sekä visuaaliseen oikeellisuuteen sekä erilaisiin toiminnallisiin testeihin. Työssä tarkastellaan etenkin suositulla WordPress-julkaisujärjestelmällä toteutettujen verkkopalveluiden ylläpitoa. Keskeisenä osana julkaisujärjestelmillä toteutettujen verkkopalveluiden ylläpitoa on julkaisujärjestelmän ja sitä täydentävien lisäosien päivittämistä ajantasaisiin versioihin. Nämä päivitykset paitsi tuovat uusia ominaisuuksia verkkopalvelun kehittäjille, myös paikkaavat järjestelmän tietoturvahaavoittuvuuksia sekä korjaavat aiemmissa versioissa esiintyneitä virheitä. Tässä työssä kehitettiin kohdeyrityksen aiempia verkkopalveluiden ylläpitoprosesseja niissä tunnistettujen kehityskohteiden perusteella. Uudistettu kokonaisuus jakautuu kahteen kokonaisuuteen: päivitystarpeen seurantaan sekä päivitysten tekemiseen. Päivitystarpeen seurantaa varten kehitettiin uusi työkalu helpottamaan kokonaiskuvan hahmottamista. Päivitysten tekemisen osalta työssä keskityttiin automatisoidun regressiotestauksen kehittämiseen, missä tärkeimpänä testauskeinona käytetään verkkopalvelusta tallennettujen kuvankaappausten vertailuun perustuvaa visuaalista testausta. Uusien ylläpitoprosesseille määriteltiin myös seurannan kohteet uudistuksen onnistumisen ja jatkokehityksen arviointia varten.

Spare Part Management of Bubbling Fluidized Bed Boiler

Energy generation industry is very capital-intensive industry. Productivity and availability requirements have increased while competition and quality requirement have increased. Maintenance has a significant role that these requirements can be reached. Even maintenance is much more than repairing faults nowadays, spare parts are important part of maintenance. Large power boilers are user-specific therefore features of boilers vary from project to project. Equipment have been designed to follow the customer’s requirements therefore spare parts are mainly user-specific also. The study starts with literature review introducing maintenance, failure mechanisms, and systems and equipment of bubbling fluidized bed boiler. At the final part spare part management is discussed from boiler technology point of view. For this part of the study science publications about spare part management are utilized also some specialist from a boiler technology company and other original equipment manufacturers were interviewed. Spare part management is challenging from the boiler supplier point of view and the end user of spare parts has a responsibility of stocking items. Criticality analysis can be used for finding most critical devices of the process and spare part management shall focus to those items. Spare parts are part of risk management. Stocking spare parts is increasing costs but then high spare part availability is decreasing delay time caused by fault of item.

Master Plan for Renewable Energy based Electricity Generation in The Gambia

The principal objective of this paper is to develop a methodology for the formulation of a master plan for renewable energy based electricity generation in The Gambia, Africa. Such a master plan aims to develop and promote renewable sources of energy as an alternative to conventional forms of energy for generating electricity in the country. A tailor-made methodology for the preparation of a 20-year renewable energy master plan focussed on electricity generation is proposed in order to be followed and verified throughout the present dissertation, as it is applied for The Gambia. The main input data for the proposed master plan are (i) energy demand analysis and forecast over 20 years and (ii) resource assessment for different renewable energy alternatives including their related power supply options. The energy demand forecast is based on a mix between Top-Down and Bottom-Up methodologies. The results are important data for future requirements of (primary) energy sources. The electricity forecast is separated in projections at sent-out level and at end-user level. On the supply side, Solar, Wind and Biomass, as sources of energy, are investigated in terms of technical potential and economic benefits for The Gambia. Other criteria i.e. environmental and social are not considered in the evaluation. Diverse supply options are proposed and technically designed based on the assessed renewable energy potential. This process includes the evaluation of the different available conversion technologies and finalizes with the dimensioning of power supply solutions, taking into consideration technologies which are applicable and appropriate under the special conditions of The Gambia. The balance of these two input data (demand and supply) gives a quantitative indication of the substitution potential of renewable energy generation alternatives in primarily fossil-fuel-based electricity generation systems, as well as fuel savings due to the deployment of renewable resources. Afterwards, the identified renewable energy supply options are ranked according to the outcomes of an economic analysis. Based on this ranking, and other considerations, a 20-year investment plan, broken down into five-year investment periods, is prepared and consists of individual renewable energy projects for electricity generation. These projects included basically on-grid renewable energy applications. Finally, a priority project from the master plan portfolio is selected for further deeper analysis. Since solar PV is the most relevant proposed technology, a PV power plant integrated to the fossil-fuel powered main electrical system in The Gambia is considered as priority project. This project is analysed by economic competitiveness under the current conditions in addition to sensitivity analysis with regard to oil and new-technology market conditions in the future.

Generierung von XSL-Visualisierungen für TEI-Dokumente in Drupal

Die vorliegende Diplomarbeit, befasst sich mit der Darstellung von TEI-Dokumenten im Content-Management-System „Drupal“. Dazu wird ein Modul entwickelt, welches das einfache Publizieren von Dokumenten in diesem, auf der Extensible Markup Language (XML) basierenden Format, in Drupal ermöglicht. Das Modul bietet eine Oberfläche zum Hochladen dieser Dokumente an und stellt zusätzlich Optionen bereit, die es ermöglichen die Darstellung der angezeigten Dokumente zu beeinflussen. Dabei ist es durch ein spezielles Menü möglich, Farben, Schriftgröße und -art festzulegen. Die Konvertierung der Dokumente geschieht per XSL Transformation und basiert auf dem Ergebnis eines vorangegangenen Projekts. Die Darstellung wird angereichert durch dynamische Elemente, wie Anmerkungen des Autors oder die Möglichkeit zur Umschaltung zwischen verschiedenen Textversionen wie z.B. einer originalen und einer korrigierten Fassung. Diese Funktion ist durch eine Werkzeugleiste zugänglich, die im unteren Bereich eingeblendet wird und es auch ermöglicht Seitenzahlen, die im Dokument als solche erkannt wurden, zu suchen oder direkt aufzurufen.

Abbildung von XML-Dokumenten auf SQL:2003-konforme Datentypen

Die Auszeichnungssprache XML dient zur Annotation von Dokumenten und hat sich als Standard-Datenaustauschformat durchgesetzt. Dabei entsteht der Bedarf, XML-Dokumente nicht nur als reine Textdateien zu speichern und zu transferieren, sondern sie auch persistent in besser strukturierter Form abzulegen. Dies kann unter anderem in speziellen XML- oder relationalen Datenbanken geschehen. Relationale Datenbanken setzen dazu bisher auf zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren: Die XML-Dokumente werden entweder unverändert als binäre oder Zeichenkettenobjekte gespeichert oder aber aufgespalten, sodass sie in herkömmlichen relationalen Tabellen normalisiert abgelegt werden können (so genanntes „Flachklopfen“ oder „Schreddern“ der hierarchischen Struktur). Diese Dissertation verfolgt einen neuen Ansatz, der einen Mittelweg zwischen den bisherigen Lösungen darstellt und die Möglichkeiten des weiterentwickelten SQL-Standards aufgreift. SQL:2003 definiert komplexe Struktur- und Kollektionstypen (Tupel, Felder, Listen, Mengen, Multimengen), die es erlauben, XML-Dokumente derart auf relationale Strukturen abzubilden, dass der hierarchische Aufbau erhalten bleibt. Dies bietet zwei Vorteile: Einerseits stehen bewährte Technologien, die aus dem Bereich der relationalen Datenbanken stammen, uneingeschränkt zur Verfügung. Andererseits lässt sich mit Hilfe der SQL:2003-Typen die inhärente Baumstruktur der XML-Dokumente bewahren, sodass es nicht erforderlich ist, diese im Bedarfsfall durch aufwendige Joins aus den meist normalisierten und auf mehrere Tabellen verteilten Tupeln zusammenzusetzen. In dieser Arbeit werden zunächst grundsätzliche Fragen zu passenden, effizienten Abbildungsformen von XML-Dokumenten auf SQL:2003-konforme Datentypen geklärt. Darauf aufbauend wird ein geeignetes, umkehrbares Umsetzungsverfahren entwickelt, das im Rahmen einer prototypischen Applikation implementiert und analysiert wird. Beim Entwurf des Abbildungsverfahrens wird besonderer Wert auf die Einsatzmöglichkeit in Verbindung mit einem existierenden, ausgereiften relationalen Datenbankmanagementsystem (DBMS) gelegt. Da die Unterstützung von SQL:2003 in den kommerziellen DBMS bisher nur unvollständig ist, muss untersucht werden, inwieweit sich die einzelnen Systeme für das zu implementierende Abbildungsverfahren eignen. Dabei stellt sich heraus, dass unter den betrachteten Produkten das DBMS IBM Informix die beste Unterstützung für komplexe Struktur- und Kollektionstypen bietet. Um die Leistungsfähigkeit des Verfahrens besser beurteilen zu können, nimmt die Arbeit Untersuchungen des nötigen Zeitbedarfs und des erforderlichen Arbeits- und Datenbankspeichers der Implementierung vor und bewertet die Ergebnisse.

Einführung in XML

Das hier frei verfügbare Skript und die Sammlung an Klausuren mit Musterlösungen aus den Jahren 2006 bis 2015 geht auf die gleichnamige Vorlesung im Bachelorstudiengang Informatik an der Universität Kassel zurück, die von Prof. Dr. Wegner und ab 2012 von Dr. Schweinsberg angeboten wurde. Behandelt werden die Grundlagen der eXtensible Markup Language, die sich als Datenaustauschsprache etabliert hat. Im Gegensatz zu HTML erlaubt sie die semantische Anreicherung von Dokumenten. In der Vorlesung wird die Entwicklung von XML-basierten Sprachen sowie die Transformierung von XML-Dokumenten mittels Stylesheets (eXtensible Stylesheet Language XSL) behandelt. Ebenfalls werden die DOM-Schnittstelle (Document Object Model) und SAX (Simple API for XML) vorgestellt.

Twitter en Colombia: ¿Cómo lo están usando las cadenas radiales para informar?

En Colombia los medios de comunicación, más específicamente las cadenas radiales nacionales más importantes, no se han quedado atrás y han optado por unirse desde hace unos años a twitter, incursionando sobre la marcha. Las cuentas de twitter de Bluradio, Caracol Radio y RCN Radio analizadas junto a las entrevistas con los encargados de las mismas y las emisiones de los programas de noticias escogidos, muestran que las redes sociales siguen siendo un desafío en la actualidad. Uno de esos desafíos es encontrar el verdadero objetivo de los medios en twitter y que este no sólo consista en la escucha activa en busca de las noticias de último momento. Para alcanzar una legitimidad comunicativa en la web 2.0 es necesario adaptarse a la cultura de la participación de las redes, de lo contrario se está condenado a obtener tan solo un nuevo canal de difusión de noticias.

Integración de los estándares OGC en los clientes 2D y 3D de visualización de mapas

A través de la propuesta Styled Layer Descriptor 3D (SLD3D), cuya especificación se encuentra en el Open Geospatial Consortium (OGC), se posibilitará la generación de información tridimensional. La interpretación de estos estilos a través del Keyhole Markup Language (KML) y su representación en los interfaces 3D, garantizarán el aprovechamiento de la tercera componente espacial permitiendo una representación realista del entorno

Extensión y uso de KML para la anotación, georreferenciación y distribución de recursos de tipo MIME

En el actual contexto de la Web 2.0 y de la futura Web Geográfica o simplemente GeoWeb la información georreferenciada cobra cada día más importancia. Desde hace años distintas técnicas han sido desarrolladas para dar solución al problema de la georreferenciación de recursos de distinta índole. Sin embargo ninguna de estas técnicas está exenta de problemas y restricciones. En este estudio presentamos una nueva aproximación que intenta facilitar la georreferenciación y distribución de recursos de tipos contemplados como Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME). El elemento básico para la anotación, georreferenciación y también representación del recurso es el Keyhole Markup Language (KML). Este lenguaje permite la anotación y visualización de elementos, así como su extensión para aumentar su funcionalidad. Esta última propiedad se ha utilizado en nuestra aproximación para crear nuevos elementos que permitan la anotación de cualquier tipo de recurso MIME sobre KML obteniendo así la extensión KML MIMEXT. Esta extensión permite describir y georreferenciar tipos de recursos no habituales en el entorno SIG. La encapsulación del propio recurso junto con sus metadatos (incluyendo la georreferenciación) y otros recursos relacionados se realiza mediante la compresión de todos ellos en un único archivo KMZ facilitando así su distribución y mantenimiento. De forma similar a la interpretación de etiquetas HTML5 como video por los navegadores Web, el uso de la extensión MIMEXT podría ser implementado por visores basados en globos virtuales para visualizar o reproducir nuevos tipos de recursos. Para ejemplificar dicho comportamiento se ha implementado un prototipo de aplicación Java basado en el SDK World Wind Java

gvSIG Mini y Phone Cache

gvSIG Mini es una aplicación open-source de usuario final cliente móvil de Infraestructura de Datos Espaciales IDEs con licencia GNU/ GPL, diseñada para teléfonos móviles Java y Android que permite la visualización y navegación sobre cartografía digital estructurada en tiles procedente de servicios web OGC como WMS(-C) y de servicios como OpenStreetMap (OSM), Yahoo Maps, Maps Bing, así como el almacenamiento en caché para reducir al mínimo el ancho de banda. gvSIG Mini puede acceder a servicios geoespaciales como NameFinder, para la búsqueda de puntos de interés y YOURS (Yet Another OpenStreetMap Routing Service) para el cálculo de rutas y la renderización de la información vectorial el lado del cliente. Por otra parte, gvSIG Mini también ofrece servicio de localización GPS. La versión de gvSIG Mini para Android, posee algunas características adicionales como son el soporte de localización Android o el uso del lacelerómetro para centrado. Esta versión también hace uso de servicios como son la predicción del tiempo o TweetMe que permite compartir una localización utilizando el popular servicio social Twitter. gvSIG Mini es una aplicación que puede ser descargada y usada libremente, convirtiéndose en una plataforma para el desarrollo de nuevas soluciones y aplicaciones en el campo de Location Based Services (LBS). gvSIG Mini ha sido desarrollado por Prodevelop, S.L. No es un proyecto oficial de gvSIG, pero se une a la familia a través del catálogo de extensiones no oficiales de gvSIG. Phone Cache es una extensión que funciona sobre gvSIG 1.1.2 que permite generar una caché, para poder utilizar gvSIG Mini para Java en modo desconectado

Implementación de modelos de localización-asignación espacial siguiendo el estándar OGC WPS

Una de las cuestiones que tradicionalmente se han tratado con los Sistemas de Información Geográfica (SIG) es la resolución de problemas de localización óptima de equipamientos. Sin embargo, se han encontrado deficiencias e insuficiencias en las funciones usuales de los SIG para el estudio de este tipo de asuntos. Por ese motivo, en la Universidad de Alcalá se desarrolló un software denominado Localiza (Bosque, Palm y Gómez, 2008), el cual está especializado en la localización de equipamientos sociales. Sin embargo, dicha aplicación está basada en el software Idrisi (Versión para Windows 2.0) y depende directamente de los formatos de datos de este SIG. Para solucionar este problema, se ha considerado la posibilidad de ofertar este tipo de software como servicio. La especificación Web Processing Service, del OGC brinda un marco para ofertar los modelos de localización-asignación como servicios a través de Internet. La implementación de estos modelos como servicios WPS facilitaría la interoperabilidad entre sistemas y la posibilidad de ejecutar modelos, independientemente de la plataforma y el lenguaje de programación. Esto permite obtener dicha funcionalidad tanto en entornos web como de escritorio. Además, se ha considerado la utilización de formatos de datos estandarizados como GML (Geography Markup Language), de tal forma que exista una independencia total de los formatos privativos de los SIG existentes en el mercado. Asimismo, se pretende utilizar en todo momento tecnologías y estándares abiertos

Towards natural human computer interaction in BCI

BCI systems require correct classification of signals interpreted from the brain for useful operation. To this end this paper investigates a method proposed in [1] to correctly classify a series of images presented to a group of subjects in [2]. We show that it is possible to use the proposed methods to correctly recognise the original stimuli presented to a subject from analysis of their EEG. Additionally we use a verification set to show that the trained classification method can be applied to a different set of data. We go on to investigate the issue of invariance in EEG signals. That is, the brain representation of similar stimuli is recognisable across different subjects. Finally we consider the usefulness of the methods investigated towards an improved BCI system and discuss how it could potentially lead to great improvements in the ease of use for the end user by offering an alternative, more intuitive control based mode of operation.

Ocean data dissemination: new challenges for data integration

In the decade since OceanObs `99, great advances have been made in the field of ocean data dissemination. The use of Internet technologies has transformed the landscape: users can now find, evaluate and access data rapidly and securely using only a web browser. This paper describes the current state of the art in dissemination methods for ocean data, focussing particularly on ocean observations from in situ and remote sensing platforms. We discuss current efforts being made to improve the consistency of delivered data and to increase the potential for automated integration of diverse datasets. An important recent development is the adoption of open standards from the Geographic Information Systems community; we discuss the current impact of these new technologies and their future potential. We conclude that new approaches will indeed be necessary to exchange data more effectively and forge links between communities, but these approaches must be evaluated critically through practical tests, and existing ocean data exchange technologies must be used to their best advantage. Investment in key technology components, cross-community pilot projects and the enhancement of end-user software tools will be required in order to assess and demonstrate the value of any new technology.

The transformation of earth-system observations into information of socio-economic value in GEOSS

The Group on Earth Observations System of Systems, GEOSS, is a co-ordinated initiative by many nations to address the needs for earth-system information expressed by the 2002 World Summit on Sustainable Development. We discuss the role of earth-system modelling and data assimilation in transforming earth-system observations into the predictive and status-assessment products required by GEOSS, across many areas of socio-economic interest. First we review recent gains in the predictive skill of operational global earth-system models, on time-scales of days to several seasons. We then discuss recent work to develop from the global predictions a diverse set of end-user applications which can meet GEOSS requirements for information of socio-economic benefit; examples include forecasts of coastal storm surges, floods in large river basins, seasonal crop yield forecasts and seasonal lead-time alerts for malaria epidemics. We note ongoing efforts to extend operational earth-system modelling and assimilation capabilities to atmospheric composition, in support of improved services for air-quality forecasts and for treaty assessment. We next sketch likely GEOSS observational requirements in the coming decades. In concluding, we reflect on the cost of earth observations relative to the modest cost of transforming the observations into information of socio-economic value.