Coalition of distributed generation units to Virtual Power Players - a game theory approach

Smart Grids (SGs) have emerged as the new paradigm for power system operation and management, being designed to include large amounts of distributed energy resources. This new paradigm requires new Energy Resource Management (ERM) methodologies considering different operation strategies and the existence of new management players such as several types of aggregators. This paper proposes a methodology to facilitate the coalition between distributed generation units originating Virtual Power Players (VPP) considering a game theory approach. The proposed approach consists in the analysis of the classifications that were attributed by each VPP to the distributed generation units, as well as in the analysis of the previous established contracts by each player. The proposed classification model is based in fourteen parameters including technical, economical and behavioural ones. Depending of the VPP strategies, size and goals, each parameter has different importance. VPP can also manage other type of energy resources, like storage units, electric vehicles, demand response programs or even parts of the MV and LV distribution network. A case study with twelve VPPs with different characteristics and one hundred and fifty real distributed generation units is included in the paper.

Simplified wind turbine models for wind energy integration into power systems

This paper analyses the boundaries of simplified wind turbine models used to represent the behavior of wind turbines in order to conduct power system stability studies. Based on experimental measurements, the response of recent simplified (also known as generic) wind turbine models that are currently being developed by the International Standard IEC 61400-27 is compared to complex detailed models elaborated by wind turbine manufacturers. This International Standard, whose Technical Committee was convened in October 2009, is focused on defining generic simulation models for both wind turbines (Part 1) and wind farms (Part 2). The results of this work provide an improved understanding of the usability of generic models for conducting power system simulations.

Bidirectional battery charger with grid-to-vehicle, vehicle-to-grid and vehicle-to-home technologies

This paper presents the development of na on-board bidirectional battery charger for Electric Vehicles (EVs) targeting Grid-to-Vehicle (G2V), Vehicle-to-Grid (V2G), and Vehicle-to-Home (V2H) technologies. During the G2V operation mode the batteries are charged from the power grid with sinusoidal current and unitary power factor. During the V2G operation mode the energy stored in the batteries can be delivered back to the power grid contributing to the power system stability. In the V2H operation mode the energy stored in the batteries can be used to supply home loads during power outages, or to supply loads in places without connection to the power grid. Along the paper the hardware topology of the bidirectional battery charger is presented and the control algorithms are explained. Some considerations about the sizing of the AC side passive filter are taken into account in order to improve the performance in the three operation modes. The adopted topology and control algorithms are accessed through computer simulations and validated by experimental results achieved with a developed laboratory prototype operating in the different scenarios.

Seguidor do ponto de máxima potência multi-conversor para sistemas solares fotovoltaicos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e de Computadores

The importance and accuracy of wind power forecasts

Due to the global crisis o f climate change many countries throughout the world are installing the renewable energy o f wind power into their electricity system. Wind energy causes complications when it is being integrated into the electricity system due its intermittent nature. Additionally winds intennittency can result in penalties being enforced due to the deregulation in the electricity market. Wind power forecasting can play a pivotal role to ease the integration o f wind energy. Wind power forecasts at 24 and 48 hours ahead of time are deemed the most crucial for determining an appropriate balance on the power system. In the electricity market wind power forecasts can also assist market participants in terms o f applying a suitable bidding strategy, unit commitment or have an impact on the value o f the spot price. For these reasons this study investigates the importance o f wind power forecasts for such players as the Transmission System Operators (TSOs) and Independent Power Producers (IPPs). Investigation in this study is also conducted into the impacts that wind power forecasts can have on the electricity market in relation to bidding strategies, spot price and unit commitment by examining various case studies. The results o f these case studies portray a clear and insightful indication o f the significance o f availing from the information available from wind power forecasts. The accuracy o f a particular wind power forecast is also explored. Data from a wind power forecast is examined in the circumstances o f both 24 and 48 hour forecasts. The accuracy o f the wind power forecasts are displayed through a variety o f statistical approaches. The results o f the investigation can assist market participants taking part in the electricity pool and also provides a platform that can be applied to any forecast when attempting to define its accuracy. This study contributes significantly to the knowledge in the area o f wind power forecasts by explaining the importance o f wind power forecasting within the energy sector. It innovativeness and uniqueness lies in determining the accuracy o f a particular wind power forecast that was previously unknown.

bürstenlose doppeltgespeiste Induktionsmaschine als Generator in dezentralen Elektroenergieerzeugungsanlagen

Generator, Electric Machines, model, simulation, power generation, control, BDFIM

Renal responses to three types of renin-angiotensin system blockers in patients with diabetes mellitus on a high-salt diet: a need for higher doses in diabetic patients?

Objective Activation of the renal renin-angiotensin system in patients with diabetes mellitus appears to contribute to the risk of nephropathy. Recently, it has been recognized than an elevation of prorenin in plasma also provides a strong indication of risk of nephropathy. This study was designed to examine renin-angiotensin system control mechanisms in the patient with diabetes mellitus.Methods We enrolled 43 individuals with type 2 diabetes mellitus. All individuals were on a high-salt diet to minimize the contribution of the systemic renin-angiotensin system. After an acute exposure to captopril (25 mg), they were randomized to treatment with either irbesartan (300 mg) or aliskiren (300 mg) for 2 weeks.Results All agents acutely lowered blood pressure and plasma aldosterone, and increased renal plasma flow and glomerular filtration rate. Yet, only captopril and aliskiren acutely increased plasma renin and decreased plasma angiotensin II, whereas irbesartan acutely affected neither renin nor angiotensin II. Plasma renin and angiotensin II subsequently did increase upon chronic irbesartan treatment. When given on day 14, irbesartan and aliskiren again induced the above hemodynamic, renal and adrenal effects, yet without significantly changing plasma renin. Irbesartan at that time did not affect plasma angiotensin II, whereas aliskiren lowered it to almost zero.Conclusion The relative resistance of the renal renin response to acute (irbesartan) and chronic (irbesartan and aliskiren) renin-angiotensin system blockade supports the concept of an activated renal renin-angiotensin system in diabetes, particularly at the level of the juxtaglomerular cell, and implies that diabetic patients might require higher doses of renin-angiotensin system blockers to fully suppress the renal renin-angiotensin system. J Hypertens 29: 2454-2461 (C) 2011 Wolters Kluwer Health vertical bar Lippincott Williams & Wilkins.

Optimal management of microgrids

Desenvolupament dels models matemàtics necessaris per a controlar de forma òptima la microxarxa existent als laboratoris del Institut de Recerca en Energia de Catalunya. Els algoritmes s'implementaran per tal de simular el comportament i posteriorment es programaran directament sobre els elements de la microxarxa per verificar el seu correcte funcionament.. Desenvolupament dels models matemàtics necessaris per a controlar de forma òptima la microxarxa existent als laboratoris del Institut de Recerca en Energia de Catalunya. Els algoritmes s'implementaran per tal de simular el comportament i posteriorment es programaran directament sobre els elements de la microxarxa per verificar el seu correcte funcionament.

Scenarios for electricity power sector development in the North-West of Russia

Focus of this thesisis made on development of electricity sector of Russian North-West. The objective was to determine the most likely scenarios for development of the most critical (western) part of Interregional Power System of North-West, from where the most part of Russian electricity exports to the countries of European Union take place. For this purpose all the involved sides were analyzed: generation, transmission system and electricity consumption in different regions of Russian North-West. The analysis was performed through investigation of existing generation andtransmission capacities and plans for their development to be performed by the generation and transmission companies operating in the region. Principles of Russian electricity sector restructuring and electricity market design are also discussed as well as factors that may influence on future electricity price in the region.

Mittausjärjestelmä IGBT:n lämpötilan määrittämiseen

Tässä diplomityössä tutustutaan IGBT:n ja tehodiodin rakenteisiin, lämmön muodostumiseen kyseisissä komponenteissa sekä menetelmiin, joilla komponenttien lämpötilat voidaan määrittää. Työssä suunnitellaan ja rakennetaan mittausjärjestelmä, jolla IGBT:n ja tehodiodin lämpötilat voidaan määrittää suoraan mittaamalla sekä matemaattisten mallien avulla. Mittausjärjestelmä koostuu DC-chopper -kytkennästä, kuormavirran, välipiirin jännitteen sekä lämpötilan mittauksista. Lämpötilan mittauksissa käytettiin komponenttien pintoihin liitettyjä termopareja. Matemaattisia malleja varten mittausjärjestelmään lisättiin välipiirin jännitteen sekä kuormavirran mittaus. Laitteiston ohjaus sekä mittaustulosten tallentaminen toteutettiin dSPACE -laitteistolla. Mittausjärjestelmän toimivuus testattiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston Säätötekniikan laboratoriossa tehdyillä mittauksilla.

Kenttäväylien hyödyntäminen voimalaitosten ohjausjärjestelmissä

Tässä diplomityössä on tutkittu eri kenttäväylätekniikoita, sekä niiden hyödyntämisellä saatavia taloudellisia ja teknisiä etuja Finreilan tuotevalikoimaan kuuluvien prosessilaitosten ohjausjärjestelmissä. Työssä on vertailtu laitosautomaation toteutuskustannukset sekä perinteisellä että kenttäväyliä hyödyntävillä ohjausjärjestelmillä. Kustannukset on huomioitu läpi koko projektin, sähkösuunnittelusta laitoksen käyttöönottoon. Markkinoilla on tänä päivänä useita, erityyppisiä väyläratkaisuja. Väyläratkaisujen tarpeen ja niille asetettujen vaatimuksien selvittämiseksi esitellään työssä ensin ohjausjärjestelmien rakenne, yleisimmät kenttälaitteet sekä tiedonsiirron kerrosmalli. Kenttäväylätekniikasta esitellään perusrakenteet ja –komponentit, standardointi sekä kaupalliset kenttäväyläsovellukset. Kustannusten ja suunnitteluprosessin painotusten selvittämiseksi suunnitellaan esimerkkilaitokseen ohjausjärjestelmä, hyödyntäen kenttäväylätekniikkaa. Vertailua varten on haettu tiedot vuonna 1998 perinteisellä automaatiolla toteutetun laitoksen kustannuksista Finreila Oy:n taloushallintajärjestelmästä ja projektiaineistosta. Kenttäväylätoteutuksen kustannusarviot perustuvat laitetoimittajien tarjouksiin, sähkö- ja automaatiosuunnittelijoiden haastatteluihin sekä saatuihin käyttökokemuksiin kenttäväylistä. Työ on laadittu siten, että sitä voidaan käyttää yrityksen uusien työntekijöiden koulutuksessa, mikäli laitoksissa siirrytään käyttämään kenttäväylätekniikkaa. Kustannusvertailujen perusteella voidaan sanoa, että kyseisen tyyppisessä laitoksessa saavutetaan noin 17 % kustannussäästö automaatiojärjestelmän toteutuksessa. Suurin hyöty kenttäväylistä saadaan kuitenkin järjestelmän käyttöaikana tarkentuneiden mittausten ja paremmin kohdennettavien huoltotoimenpiteiden kautta tulevista säästöistä.

Hakkuriteholähteen säädön suunnittelu

Diplomityö on tehty osana ETX-tutkimushanketta: 'Volyymiteholähteen suunnittelumetodien kehitys ja optimointi DFM-viitekehyksessä'. Työssä suunnitellaan hakkuriteholähteelle säätäjä. Tähän suunnittelun sektoriin syventyminen on teollisuudessa jäänyt monesti vähälle. Säätö on tavallisesti ajan puutteen ja apuvälineiden käytön osaamattomuuden tai puuttumisen takia suunniteltu kokeilemalla. Työssä muodostetaan jännitemuotoisesti säädetylle hakkurille piensignaalimallilla linearisoidut siirtofunktiot, joiden perusteella voidaan tarkastella hakkurin stabiilisuutta takaisinkytketyssä säätösilmukassa. Stabiiliustarkastelu tehdään taajuustasossa käyttäen Bode-kuvaajia. Näiden kuvaajien perusteella viritetään järjestelmään säätäjä. Säätäjän toimintaa aikatasossa tarkastellaan simuloimalla ja reaalisen laitteen toimimista laboratorioprototyypin avulla. Tulosten perusteella voidaan todeta, että jännitemuotoisella säädöllä flyback-hakkuri saadaan nopeaksi epäjatkuvalla käämivirralla. Mikäli halutaan hakkurin toimivan jatkuvalla käämivirralla, on syytä käyttää muita säätömenetelmiä, esimerkiksi huippuvirtasäätöä.

Virtalähdejärjestelmän ohjauksen suunnittelu

Virtalähdejärjestelmä koostuu itsenäisesti toimivista virtalähdeyksiköistä. Virtalähdeyksiköt ovat rinnankytketty syöttämään virtaa kuormaan. Tämä diplomityö käsittelee virtalähdeyksiköiden ohjaamiseen liittyviä ongelmia ja ratkaisuja. Työssä suunnitellaan virtalähdejärjestelmän ohjauselektroniikkaa sekä mikrokontrollerin ohjelmakoodia. Lisäksi kehitetään ratkaisuja virtalähteen hallintaan ja automaattiseen ohjaukseen. Huomiota kiinnitetään vikasietoisuuteen ja käyttäjäystävällisyyteen.

Personal constructs in systemic practice

This paper intends to elaborate the relationship between Kelly's Personal Construct Theory (PCT) and the systemic therapies beyond their notable similarities. Kelly's constructive alternativism is situated in the context of the current constructivist orientation that the family therapy movement seems to be adopting. A model of change is presented based on PCT's experience cycle. From this cycle, the relationship between behaviors and constructions is elaborated incorporating Procter's (52, 53) notions of the Family Construct System (FCS) andposition. This model allows for interventions both at behavioral and construction levels, as well as allowing for a certain technical eclecticism while, at the same time, retaining a strong theoretical coherence. This approach is discussed in the context of the debate about strategizing, power, and control held by authors such as Golann, Hoffman, and Tomm. Finally, some implications for research are outlined.

Electrical machine in a Hybrid Electrical Vehicle

Hybrid electric vehicles (HEV) have attracted very much attention during the latest years. Increasing environmental concern and an increase in fuel prices are key factors for the growing interest towards the HEV. In a hybrid electric vehicle the power train consists of both a mechanical power system and an electric power transmission system. The major subsystems in the mechanical power system are the internal combustion engine which powers the vehicle; electric power transmission including an energy storage, power electronic inverter, hybrid control system; the electric motor drive that runs either in the generating mode or in the motoring mode to process the power flow between the energy storage and the electrical machine. This research includes two advanced electric motors for a parallel hybrid: induction machine and permanent magnets synchronous machine. In the thesis an induction motor and a permanent magnet motor are compared as propulsion motors. Electric energy storages are also studied.