Quality assurance of aerial applications of larvicides for mosquito control : effects of granule and catch tray size on field monitoring programs

Aerial applications of granular insecticides are preferable because they can effectively penetrate vegetation, there is less drift, and no loss of product due to evaporation. We aimed to 1) assess the field efficacy ofVectoBac G to control Aedes vigilax (Skuse) in saltmarsh pools, 2) develop a stochastic-modeling procedure to monitor application quality, and 3) assess the distribution of VectoBac G after an aerial application. Because ground-based studies with Ae. vigilax immatures found that VectoBac G provided effective control below the recommended label rate of 7 kg/ha, we trialed a nominated aerial rate of 5 kg/ha as a case study. Our distribution pattern modeling method indicated that the variability in the number of VectoBac G particles captured in catch-trays was greater than expected for 5 kg/ha and that the widely accepted contour mapping approach to visualize the deposition pattern provided spurious results and therefore was not statistically appropriate. Based on the results of distribution pattern modeling, we calculated the catch tray size required to analyze the distribution of aerially applied granular formulations. The minimum catch tray size for products with large granules was 4 m2 for Altosid pellets and 2 m2 for VectoBac G. In contrast, the minimum catch-tray size for Altosid XRG, Aquabac G, and Altosand, with smaller granule sizes, was 1 m2. Little gain in precision would be made by increasing the catch-tray size further, when the increased workload and infrastructure is considered. Our improved methods for monitoring the distribution pattern of aerially applied granular insecticides can be adapted for use by both public health and agricultural contractors.

Extinction risk in cloud forest fragments under climate change and habitat loss

Aim: To quantify the consequences of major threats to biodiversity, such as climate and land-use change, it is important to use explicit measures of species persistence, such as extinction risk. The extinction risk of metapopulations can be approximated through simple models, providing a regional snapshot of the extinction probability of a species. We evaluated the extinction risk of three species under different climate change scenarios in three different regions of the Mexican cloud forest, a highly fragmented habitat that is particularly vulnerable to climate change. Location: Cloud forests in Mexico. Methods: Using Maxent, we estimated the potential distribution of cloud forest for three different time horizons (2030, 2050 and 2080) and their overlap with protected areas. Then, we calculated the extinction risk of three contrasting vertebrate species for two scenarios: (1) climate change only (all suitable areas of cloud forest through time) and (2) climate and land-use change (only suitable areas within a currently protected area), using an explicit patch-occupancy approximation model and calculating the joint probability of all populations becoming extinct when the number of remaining patches was less than five. Results: Our results show that the extent of environmentally suitable areas for cloud forest in Mexico will sharply decline in the next 70 years. We discovered that if all habitat outside protected areas is transformed, then only species with small area requirements are likely to persist. With habitat loss through climate change only, high dispersal rates are sufficient for persistence, but this requires protection of all remaining cloud forest areas. Main conclusions: Even if high dispersal rates mitigate the extinction risk of species due to climate change, the synergistic impacts of changing climate and land use further threaten the persistence of species with higher area requirements. Our approach for assessing the impacts of threats on biodiversity is particularly useful when there is little time or data for detailed population viability analyses. © 2013 John Wiley & Sons Ltd.

Simulation of pesticide behavior in a paddy block by a pesticide fate and transport model

A simulation model (PCPF-B) was developed based on the PCPF-1 model to predict the runoff of pesticides from paddy plots to a drainage canal in a paddy block. The block-scale model now comprises three modules: (1) a module for pesticide application, (2) a module for pesticide behavior in paddy fields, and (3) a module for pesticide concentration in the drainage canal. The PCPF-B model was first evaluated by published data in a single plot and then was applied to predict the concentration of bensulfuron-methyl in one paddy block in the Sakura river basin, Ibaraki, Japan, where a detailed field survey was conducted. The PCPF-B model simulated well the behavior of bensulfuron-methyl in individual paddy plots. It also reflected the runoff pattern of bensulfuron-methyl at the block outlet, although overestimation of bensulfuronmethyl concentrations occurred due to uncertainty in water balance estimation. Application of water management practice such as water-holding period and seepage control also affected the performance of the model. A probabilistic approach may be necessary for a comprehensive risk assessment in large-scale paddy areas.

Produção Sustentável em BT- Análise de Características de Contadores Inteligentes

A crescente necessidade de reduzir a dependência energética e a emissão de gases de efeito de estufa levou à adoção de uma série de políticas a nível europeu com vista a aumentar a eficiência energética e nível de controlo de equipamentos, reduzir o consumo e aumentar a percentagem de energia produzida a partir de fontes renováveis. Estas medidas levaram ao desenvolvimento de duas situações críticas para o setor elétrico: a substituição das cargas lineares tradicionais, pouco eficientes, por cargas não-lineares mais eficientes e o aparecimento da produção distribuída de energia a partir de fontes renováveis. Embora apresentem vantagens bem documentadas, ambas as situações podem afetar negativamente a qualidade de energia elétrica na rede de distribuição, principalmente na rede de baixa tensão onde é feita a ligação com a maior parte dos clientes e onde se encontram as cargas não-lineares e a ligação às fontes de energia descentralizadas. Isto significa que a monitorização da qualidade de energia tem, atualmente, uma importância acrescida devido aos custos relacionados com perdas inerentes à falta de qualidade de energia elétrica na rede e à necessidade de verificar que determinados parâmetros relacionados com a qualidade de energia elétrica se encontram dentro dos limites previstos nas normas e nos contratos com clientes de forma a evitar disputas ou reclamações. Neste sentido, a rede de distribuição tem vindo a sofrer alterações a nível das subestações e dos postos de transformação que visam aumentar a visibilidade da qualidade de energia na rede em tempo real. No entanto, estas medidas só permitem monitorizar a qualidade de energia até aos postos de transformação de média para baixa tensão, não revelando o estado real da qualidade de energia nos pontos de entrega ao cliente. A monitorização nestes pontos é feita periodicamente e não em tempo real, ficando aquém do necessário para assegurar a deteção correta de problemas de qualidade de energia no lado do consumidor. De facto, a metodologia de monitorização utilizada atualmente envolve o envio de técnicos ao local onde surgiu uma reclamação ou a um ponto de medição previsto para instalar um analisador de energia que permanece na instalação durante um determinado período de tempo. Este tipo de monitorização à posteriori impossibilita desde logo a deteção do problema de qualidade de energia que levou à reclamação, caso não se trate de um problema contínuo. Na melhor situação, o aparelho poderá detetar uma réplica do evento, mas a larga percentagem anomalias ficam fora deste processo por serem extemporâneas. De facto, para detetar o evento que deu origem ao problema é necessário monitorizar permanentemente a qualidade de energia. No entanto este método de monitorização implica a instalação permanente de equipamentos e não é viável do ponto de vista das empresas de distribuição de energia já que os equipamentos têm custos demasiado elevados e implicam a necessidade de espaços maiores nos pontos de entrega para conter os equipamentos e o contador elétrico. Uma alternativa possível que pode tornar viável a monitorização permanente da qualidade de energia consiste na introdução de uma funcionalidade de monitorização nos contadores de energia de determinados pontos da rede de distribuição. Os contadores são obrigatórios em todas as instalações ligadas à rede, para efeitos de faturação. Tradicionalmente estes contadores são eletromecânicos e recentemente começaram a ser substituídos por contadores inteligentes (smart meters), de natureza eletrónica, que para além de fazer a contagem de energia permitem a recolha de informação sobre outros parâmetros e aplicação de uma serie de funcionalidades pelo operador de rede de distribuição devido às suas capacidades de comunicação. A reutilização deste equipamento com finalidade de analisar a qualidade da energia junto dos pontos de entrega surge assim como uma forma privilegiada dado que se trata essencialmente de explorar algumas das suas características adicionais. Este trabalho tem como objetivo analisar a possibilidade descrita de monitorizar a qualidade de energia elétrica de forma permanente no ponto de entrega ao cliente através da utilização do contador elétrico do mesmo e elaborar um conjunto de requisitos para o contador tendo em conta a normalização aplicável, as características dos equipamentos utilizados atualmente pelo operador de rede e as necessidades do sistema elétrico relativamente à monitorização de qualidade de energia.

Using artificial neural networks for identification of electrical losses in transformers during the manufacturing phase

The paper describes a novel neural model to estimate electrical losses in transformer during the manufacturing phase. The network acts as an identifier of structural features on electrical loss process, so that output parameters can be estimated and generalized from an input parameter set. The model was trained and assessed through experimental data taking into account core losses, copper losses, resistance, current and temperature. The results obtained in the simulations have shown that the developed technique can be used as an alternative tool to make the analysis of electrical losses on distribution transformer more appropriate regarding to manufacturing process. Thus, this research has led to an improvement on the rational use of energy.

A neural approach to evaluate the effect of lightning in power transformers

This paper proposes the application of computational intelligence techniques to assist complex problems concerning lightning in transformers. In order to estimate the currents related to lightning in a transformer, a neural tool is presented. ATP has generated the training vectors. The input variables used in Artificial Neural Networks (ANN) were the wave front time, the wave tail time, the voltage variation rate and the output variable is the maximum current in the secondary of the transformer. These parameters can define the behavior and severity of lightning. Based on these concepts and from the results obtained, it can be verified that the overvoltages at the secondary of transformer are also affected by the discharge waveform in a similar way to the primary side. By using the tool developed, the high voltage process in the distribution transformers can be mapped and estimated with more precision aiding the transformer project process, minimizing empirics and evaluation errors, and contributing to minimize the failure rate of transformers. © 2009 The Berkeley Electronic Press. All rights reserved.

Distributed generation modelling for unbalanced three-phase power flow calculations in smart grids

Distributed Generators (DG) are generally modeled as PQ or PV buses in power flow studies. But in order to integrate DG units into the distribution systems and control the reactive power injection it is necessary to know the operation mode and the type of connection to the system. This paper presents a single-phase and a three-phase mathematical model to integrate DG in power flow calculations in distribution systems, especially suited for Smart Grid calculations. If the DG is in PV mode, each step of the power flow algorithm calculates the reactive power injection from the DG to the system to keep the voltage in the bus in a predefined level, if the DG is in PQ mode, the power injection is considered as a negative load. The method is tested on two well known test system, presenting single-phase results on 85 bus system, and three-phase results in the IEEE 34 bus test system. © 2011 IEEE.

Cálculo das perdas técnicas dos transformadores de distribuição, operando em ambiente não-senoidal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelagem de transformadores de núcleo amorfo usando método de elementos finitos

Os materiais amorfos vêm ganhando grande espaço na indústria de transformadores, devido às baixas perdas no núcleo, visto que estes possuem um ciclo de histerese mais estreito quando comparados com os núcleos tradicionais de aço silício. Entretanto, seu custo ainda tem sido um grande fator para pouca inserção deste tipo de equipamento nos sistemas elétricos de potência. Estudos sobre o custo/benefício em termos técnicos de desempenho e robustez devem ser considerados quando se deseja projetar transformadores que utilizam esse tipo de material. A grande contribuição deste trabalho encontra-se na análise do desempenho do transformador de núcleo amorfo diante de curtos-circuitos, visto que tais falhas neste equipamento ocasionam redução da receita, não apenas por gastos com manutenção, mas também porque a concessionária deixa de vender seu produto, energia elétrica, além de poder estar sujeita a penalidades por parte dos órgãos de regulação do setor elétrico. Quando em condições de curto-circuito os enrolamentos dos transformadores ficam submetidos a esforços mecânicos, produzidos por forças de Lorentz, essas forças surgem como resultado do fluxo produzido pelos próprios condutores em paralelo que transportam corrente na mesma direção. Diante disso, estudar o comportamento eletromagnético do transformador é fundamental para obtenção de tais forças. Para o desenvolvimento deste trabalho, utilizou-se o software Finite Element Method Magnetics (FEMM). Esta ferramenta se baseia no método de elementos finitos para realizar os cálculos das magnitudes eletromecânicas e, consequentemente, o cálculo das forças atuando nas espiras, as quais permitem realizar os cálculos dos esforços mecânicos. Por fim, este trabalho aborda a aplicação da ferramenta FEMM para o cálculo de esforços mecânicos e simulação do comportamento eletromagnético de um transformador de distribuição.

Micro-inverter for integrated grid-tie photovoltaic module using resonant controller

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Compactação e elevação da vida útil de transformadores de distribuição empregando óleo vegetal isolante.

A busca no aumento da vida útil dos transformadores de distribuição, redução dos custos de manutenção e mitigação de falhas, leva ao desenvolvimento de novos materiais e critérios de exploração diferenciados desses ativos. Esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de um novo transformador de distribuição compacto e mais eficiente utilizando óleo vegetal isolante totalmente biodegradável. Além de biodegradável, o óleo vegetal utilizado possui menor agressividade ambiental e maior capacidade térmica aumentando, a capacidade de carregamento do transformador sem comprometer a sua vida útil. A fim de atestar essa menor agressividade em relação ao óleo mineral, ensaios foram efetuados em um equipamento que permaneceu 12 anos em operação. O equipamento foi totalmente desmontado para análise e coleta de amostras de papel e óleo vegetal isolante. As análises visam comprovar a menor agressividade em relação ao óleo mineral, apresentadas na revisão bibliográfica. A menor agressividade torna possível a proposição de uma nova filosofia de planejamento de redes de distribuição utilizando uma quantidade menor dos novos transformadores para uma mesma carga, tornando-a mais compacta e eficiente.

Multi-agent systems for modeling high penetration photovoltaic system impacts in distribution networks

This paper reviews the use of multi-agent systems to model the impacts of high levels of photovoltaic (PV) system penetration in distribution networks and presents some preliminary data obtained from the Perth Solar City high penetration PV trial. The Perth Solar City trial consists of a low voltage distribution feeder supplying 75 customers where 29 consumers have roof top photovoltaic systems. Data is collected from smart meters at each consumer premises, from data loggers at the transformer low voltage (LV) side and from a nearby distribution network SCADA measurement point on the high voltage side (HV) side of the transformer. The data will be used to progressively develop MAS models.

Data driven modeling for power transformer lifespan evaluation

Large sized power transformers are important parts of the power supply chain. These very critical networks of engineering assets are an essential base of a nation’s energy resource infrastructure. This research identifies the key factors influencing transformer normal operating conditions and predicts the asset management lifespan. Engineering asset research has developed few lifespan forecasting methods combining real-time monitoring solutions for transformer maintenance and replacement. Utilizing the rich data source from a remote terminal unit (RTU) system for sensor-data driven analysis, this research develops an innovative real-time lifespan forecasting approach applying logistic regression based on the Weibull distribution. The methodology and the implementation prototype are verified using a data series from 161 kV transformers to evaluate the efficiency and accuracy for energy sector applications. The asset stakeholders and suppliers significantly benefit from the real-time power transformer lifespan evaluation for maintenance and replacement decision support.

Projecting future expansion of invasive species: Comparing and improving methodologies for species distribution modeling

Modeling the distributions of species, especially of invasive species in non-native ranges, involves multiple challenges. Here, we developed some novel approaches to species distribution modeling aimed at reducing the influences of such challenges and improving the realism of projections. We estimated species-environment relationships with four modeling methods run with multiple scenarios of (1) sources of occurrences and geographically isolated background ranges for absences, (2) approaches to drawing background (absence) points, and (3) alternate sets of predictor variables. We further tested various quantitative metrics of model evaluation against biological insight. Model projections were very sensitive to the choice of training dataset. Model accuracy was much improved by using a global dataset for model training, rather than restricting data input to the species’ native range. AUC score was a poor metric for model evaluation and, if used alone, was not a useful criterion for assessing model performance. Projections away from the sampled space (i.e. into areas of potential future invasion) were very different depending on the modeling methods used, raising questions about the reliability of ensemble projections. Generalized linear models gave very unrealistic projections far away from the training region. Models that efficiently fit the dominant pattern, but exclude highly local patterns in the dataset and capture interactions as they appear in data (e.g. boosted regression trees), improved generalization of the models. Biological knowledge of the species and its distribution was important in refining choices about the best set of projections. A post-hoc test conducted on a new Partenium dataset from Nepal validated excellent predictive performance of our “best” model. We showed that vast stretches of currently uninvaded geographic areas on multiple continents harbor highly suitable habitats for Parthenium hysterophorus L. (Asteraceae; parthenium). However, discrepancies between model predictions and parthenium invasion in Australia indicate successful management for this globally significant weed. This article is protected by copyright. All rights reserved.