Metodologia de análise do abastecimento de veículos elétricos no contexto das redes inteligentes de energia.

Este trabalho apresenta um modelo de simulação para avaliação da recarga de veículos elétricos em redes de distribuição de energia, com foco na adequação da capacidade dos transformadores. Com base em medições efetuadas, foi possível o tratamento dos dados para a modelagem de curvas de recarga de veículos elétricos e a análise do acréscimo da demanda da recarga em transformadores de distribuição. O modelo de simulação permite avaliar os efeitos das variáveis relacionadas à distância percorrida e ao horário da conexão dos veículos elétricos à rede, tanto de forma determinística quanto de forma aleatória. Estes efeitos foram comparados e permitiram concluir a importância da utilização deste método mais realista para calcular a capacidade dos transformadores, visando suprir esta nova demanda. Além disso, o trabalho apresenta indicadores dos benefícios ambientais e energéticos da penetração dos veículos elétricos no que diz respeito ao gasto com reabastecimento e às emissões evitadas, respectivamente, ao se utilizar veículos elétricos à bateria em substituição aos tradicionais veículos à combustão interna.

Análise multielementar em peças de ouro antigo utilizando fluorescência de raios X por dispersão em energia

Os métodos de análise não destrutiva vêm sendo largamente empregados na área de Arqueometria. Estes métodos analisam artefatos históricos e obras de arte fornecendo informações da composição, das técnicas utilizadas e do local de manufatura da época. Assim, é possível fazer a datação, estabelecer a autenticidade e avaliar técnicas de conservação e restauração. A Fluorescência de Raios X por Dispersão de Energia (EDXRF) é um método que permite fazer análises quantitativas e qualitativas multielementares dos artefatos de forma não destrutiva. Neste estudo foram analisados artefatos compostos por ouro de diferentes épocas através da técnica de Fluorescência de Raios X por Dispersão em Energia (EDXRF). Dentre os artefatos, encontram-se brincos, pingentes, estatuetas e adornos de roupa cedidos pelo Instituto de Pesquisa Histórica e Arqueológica do Rio de Janeiro (IPHARJ). As análises foram realizadas através do sistema comercial ARTAX 200. Este sistema possui ânodo de Molibdênio. Foi utilizado um filtro de alumínio com 315 μm de espessura e foi operado em 40 kV, 250 μA com 300 s de aquisição. As concentrações de Cu, Au e Ag foram obtidas através da curva de calibração feita com padrões de ouro de 24k, 18k, 16k, 14k, 12k e 10k. Os resultados mostram que todas as peças contêm ligas metálicas e ouro em diferentes concentrações em sua composição. A partir das diferenças nas concentrações de ouro, foi possível classificar as peças quanto à pureza do ouro (quilatagem). Além disso, foi possível estimar a época em que estas peças foram manufaturadas a partir da comparação dos resultados encontrados com aqueles encontrados na literatura.

Condições de contorno tipo albedo para cálculos globais de reatores nucleares com o modelo de dois grupos de energia na formulação de transporte SN em geometria bidimensional cartesiana

Os eventos de fissão nuclear, resultados da interação dos nêutrons com os núcleos dos átomos do meio hospedeiro multiplicativo, não estão presentes em algumas regiões dos reatores nucleares, e.g., moderador, refletor, e meios estruturais. Nesses domínios espaciais não há geração de potência nuclear térmica e, além disso, comprometem a eficiência computacional dos cálculos globais de reatores nucleares. Propomos nesta tese uma estratégia visando a aumentar a eficiência computacional dessas simulações eliminando os cálculos numéricos explícitos no interior das regiões não-multiplicativas (baffle e refletor) em torno do núcleo ativo. Apresentamos algumas modelagens e discutimos a eficiência da aplicação dessas condições de contorno aproximadas tipo albedo para uma e duas regiões nãomultiplicativas, na formulação de ordenadas discretas (SN) para problemas de autovalor a dois grupos de energia em geometria bidimensional cartesiana. A denominação Albedo, palavra de origem latina para alvura, foi originalmente definida como a fração da luz incidente que é refletida difusamente por uma superfície. Esta denominação latina permaneceu como o termo científico usual em astronomia e, nesta tese, este conceito é estendido para reflexão de nêutrons. Estas condições de contorno tipo albedo SN não-convencional substituem aproximadamente as regiões de baffle e refletor no em torno do núcleo ativo do reator, desprezando os termos de fuga transversal no interior dessas regiões. Se o problema, em particular, não possui termos de fuga transversal, i.e., trata-se de um problema unidimensional, então as condições de contorno albedo, como propostas nesta tese, são exatas. Por eficiência computacional entende-se a análise da precisão dos resultados numéricos em comparação com o tempo de execução computacional de cada simulação de um dado problema-modelo. Resultados numéricos considerando dois problemas-modelo com de simetria são considerados para ilustrar esta análise de eficiência.

Multivariable toolbox for use with MATLAB.

The authors describe a toolbox for the frequency-domain analysis and design of multivariable feedback systems, to be used with PC-Matlab, or Pro-Matlab. The principal model representations used by the toolbox are described. Its capabilities are illustrated by a worked design example, which shows the use of a Nyquist array method. Other design techniques supported by the toolbox are briefly reviewed.

Analysis of multivariable Smith predictors using MATLAB Containers

Containers are structured m-files which allow `data' and `methods' to be stored persistently. Containers have a user-defined class structure, so that one can have several Containers of the same class, all structurally similar, and there is a mechanism for interaction with Containers in the style of database transactions. The use of MATLAB Containers to analyze multivariable Smith predictors is discussed.

Transient thermal analysis of power devices based on Fourier-series thermal model

A new thermal model based on Fourier series expansion method has been presented for dynamic thermal analysis on power devices. The thermal model based on the Fourier series method has been programmed in MATLAB SIMULINK and integrated with a physics-based electrical model previously reported. The model was verified for accuracy using a two-dimensional Fourier model and a two-dimensional finite difference model for comparison. To validate this thermal model, experiments using a 600V 50A IGBT module switching an inductive load, has been completed under high frequency operation. The result of the thermal measurement shows an excellent match with the simulated temperature variations and temperature time-response within the power module. ©2008 IEEE.

Minimize frequency fluctuations of isolated power system with wind farm by using superconducting magnetic energy storage

Wind power generation as one of the most popular renewable energy applications is absorbing more and more attention all over the world. However, output power fluctuations of wind farm due to random variations of wind speed can cause network frequency and voltage flicker in power systems. The power quality consequently declines, particularly in an isolated power system such as the power system in a remote community or a small island. This paper proposes an application of superconducting magnetic energy storage (SMES) to minimize output fluctuations of an isolated power system with wind farm. The isolated power system is fed by a diesel generator and a wind generator consisting of a wind turbine and squirrel cage induction machine. The control strategy is detailed and the proposed system is evaluated by simulation in Matlab/Simulink.

Study of iron saturation in Brushless Doubly-Fed induction machines

This paper presents an analytical modelling approach for the Brushless Doubly-Fed Machine (BDFM) taking iron saturation into account. A generalised coupled-circuit model is developed which considers stator and rotor teeth saturation effects. A method of calculating the machine inductance parameters is presented which can be implemented in time-stepping simulations. The model has been implemented in MATLAB/Simulink and verified by Finite Element analysis and experimental tests. The tests are carried out on a 180 frame size BDFM. Flux search coils have been utilised to measure airgap and teeth flux densities. © 2010 IEEE.

Transient electrothermal simulation of power semiconductor devices

In this paper, a new thermal model based on the Fourier series solution of heat conduction equation has been introduced in detail. 1-D and 2-D Fourier series thermal models have been programmed in MATLAB/Simulink. Compared with the traditional finite-difference thermal model and equivalent RC thermal network, the new thermal model can provide high simulation speed with high accuracy, which has been proved to be more favorable in dynamic thermal characterization on power semiconductor switches. The complete electrothermal simulation models of insulated gate bipolar transistor (IGBT) and power diodes under inductive load switching condition have been successfully implemented in MATLAB/Simulink. The experimental results on IGBT and power diodes with clamped inductive load switching tests have verified the new electrothermal simulation model. The advantage of Fourier series thermal model over widely used equivalent RC thermal network in dynamic thermal characterization has also been validated by the measured junction temperature.© 2010 IEEE.

Modeling bipolar power semiconductor devices gachovska

This book presents physics-based models of bipolar power semiconductor devices and their implementation in MATLAB and Simulink. The devices are subdivided into different regions, and the operation in each region, along with the interactions at the interfaces which are analyzed using basic semiconductor physics equations that govern their behavior. The Fourier series solution is used to solve the ambipolar diffusion equation in the lightly doped drift region of the devices. In addition to the external electrical characteristics, internal physical and electrical information, such as the junction voltages and the carrier distribution in different regions of the device, can be obtained using the models. Table of Contents: Introduction to Power Semiconductor Device Modeling/Physics of Power Semiconductor Devices/Modeling of a Power Diode and IGBT/IGBT Under an Inductive Load-Switching Condition in Simulink/Parameter Extraction. © 2013 by Morgan & Claypool.

Manopt, a matlab toolbox for optimization on manifolds

Optimization on manifolds is a rapidly developing branch of nonlinear optimization. Its focus is on problems where the smooth geometry of the search space can be leveraged to design effcient numerical algorithms. In particular, optimization on manifolds is well-suited to deal with rank and orthogonality constraints. Such structured constraints appear pervasively in machine learning applications, including low-rank matrix completion, sensor network localization, camera network registration, independent component analysis, metric learning, dimensionality reduction and so on. The Manopt toolbox, available at www.manopt.org, is a user-friendly, documented piece of software dedicated to simplify experimenting with state of the art Riemannian optimization algorithms. By dealing internally with most of the differential geometry, the package aims particularly at lowering the entrance barrier. © 2014 Nicolas Boumal.