Coordinated power systems protection.

"February 1991."

Long-term intertie access policy : governing transactions over federally owned portions of the Pacific Northwest-Pacific Southwest Intertie.

"May 17, 1988."

Bureau of Power staff report : electric power supply and demand 1977-1986 as projected by the regional electric reliability councils in their April 1, 1977 responses to FPC order 383-4, docket R-362.

Chiefly tables.

Linking surficial geomorphology with vertical structure in high and low energy marine environments

Senior thesis written for Oceanography 445

A novel grid computing approach for probabilistic small signal analysis

Grid computing is an advanced technique for collaboratively solving complicated scientific problems using geographically and organisational dispersed computational, data storage and other recourses. Application of grid computing could provide significant benefits to all aspects of power system that involves using computers. Based on our previous research, this paper presents a novel grid computing approach for probabilistic small signal stability (PSSS) analysis in electric power systems with uncertainties. A prototype computing grid is successfully implemented in our research lab to carry out PSSS analysis on two benchmark systems. Comparing to traditional computing techniques, the gird computing has given better performances for PSSS analysis in terms of computing capacity, speed, accuracy and stability. In addition, a computing grid framework for power system analysis has been proposed based on the recent study.

Sviluppo e Applicazione di Metodologie per l'Ottimizzazione di Sistemi Energetici

La riduzione dei consumi di combustibili fossili e lo sviluppo di tecnologie per il risparmio energetico sono una questione di centrale importanza sia per l’industria che per la ricerca, a causa dei drastici effetti che le emissioni di inquinanti antropogenici stanno avendo sull’ambiente. Mentre un crescente numero di normative e regolamenti vengono emessi per far fronte a questi problemi, la necessità di sviluppare tecnologie a basse emissioni sta guidando la ricerca in numerosi settori industriali. Nonostante la realizzazione di fonti energetiche rinnovabili sia vista come la soluzione più promettente nel lungo periodo, un’efficace e completa integrazione di tali tecnologie risulta ad oggi impraticabile, a causa sia di vincoli tecnici che della vastità della quota di energia prodotta, attualmente soddisfatta da fonti fossili, che le tecnologie alternative dovrebbero andare a coprire. L’ottimizzazione della produzione e della gestione energetica d’altra parte, associata allo sviluppo di tecnologie per la riduzione dei consumi energetici, rappresenta una soluzione adeguata al problema, che può al contempo essere integrata all’interno di orizzonti temporali più brevi. L’obiettivo della presente tesi è quello di investigare, sviluppare ed applicare un insieme di strumenti numerici per ottimizzare la progettazione e la gestione di processi energetici che possa essere usato per ottenere una riduzione dei consumi di combustibile ed un’ottimizzazione dell’efficienza energetica. La metodologia sviluppata si appoggia su un approccio basato sulla modellazione numerica dei sistemi, che sfrutta le capacità predittive, derivanti da una rappresentazione matematica dei processi, per sviluppare delle strategie di ottimizzazione degli stessi, a fronte di condizioni di impiego realistiche. Nello sviluppo di queste procedure, particolare enfasi viene data alla necessità di derivare delle corrette strategie di gestione, che tengano conto delle dinamiche degli impianti analizzati, per poter ottenere le migliori prestazioni durante l’effettiva fase operativa. Durante lo sviluppo della tesi il problema dell’ottimizzazione energetica è stato affrontato in riferimento a tre diverse applicazioni tecnologiche. Nella prima di queste è stato considerato un impianto multi-fonte per la soddisfazione della domanda energetica di un edificio ad uso commerciale. Poiché tale sistema utilizza una serie di molteplici tecnologie per la produzione dell’energia termica ed elettrica richiesta dalle utenze, è necessario identificare la corretta strategia di ripartizione dei carichi, in grado di garantire la massima efficienza energetica dell’impianto. Basandosi su un modello semplificato dell’impianto, il problema è stato risolto applicando un algoritmo di Programmazione Dinamica deterministico, e i risultati ottenuti sono stati comparati con quelli derivanti dall’adozione di una più semplice strategia a regole, provando in tal modo i vantaggi connessi all’adozione di una strategia di controllo ottimale. Nella seconda applicazione è stata investigata la progettazione di una soluzione ibrida per il recupero energetico da uno scavatore idraulico. Poiché diversi layout tecnologici per implementare questa soluzione possono essere concepiti e l’introduzione di componenti aggiuntivi necessita di un corretto dimensionamento, è necessario lo sviluppo di una metodologia che permetta di valutare le massime prestazioni ottenibili da ognuna di tali soluzioni alternative. Il confronto fra i diversi layout è stato perciò condotto sulla base delle prestazioni energetiche del macchinario durante un ciclo di scavo standardizzato, stimate grazie all’ausilio di un dettagliato modello dell’impianto. Poiché l’aggiunta di dispositivi per il recupero energetico introduce gradi di libertà addizionali nel sistema, è stato inoltre necessario determinare la strategia di controllo ottimale dei medesimi, al fine di poter valutare le massime prestazioni ottenibili da ciascun layout. Tale problema è stato di nuovo risolto grazie all’ausilio di un algoritmo di Programmazione Dinamica, che sfrutta un modello semplificato del sistema, ideato per lo scopo. Una volta che le prestazioni ottimali per ogni soluzione progettuale sono state determinate, è stato possibile effettuare un equo confronto fra le diverse alternative. Nella terza ed ultima applicazione è stato analizzato un impianto a ciclo Rankine organico (ORC) per il recupero di cascami termici dai gas di scarico di autovetture. Nonostante gli impianti ORC siano potenzialmente in grado di produrre rilevanti incrementi nel risparmio di combustibile di un veicolo, è necessario per il loro corretto funzionamento lo sviluppo di complesse strategie di controllo, che siano in grado di far fronte alla variabilità della fonte di calore per il processo; inoltre, contemporaneamente alla massimizzazione dei risparmi di combustibile, il sistema deve essere mantenuto in condizioni di funzionamento sicure. Per far fronte al problema, un robusto ed efficace modello dell’impianto è stato realizzato, basandosi sulla Moving Boundary Methodology, per la simulazione delle dinamiche di cambio di fase del fluido organico e la stima delle prestazioni dell’impianto. Tale modello è stato in seguito utilizzato per progettare un controllore predittivo (MPC) in grado di stimare i parametri di controllo ottimali per la gestione del sistema durante il funzionamento transitorio. Per la soluzione del corrispondente problema di ottimizzazione dinamica non lineare, un algoritmo basato sulla Particle Swarm Optimization è stato sviluppato. I risultati ottenuti con l’adozione di tale controllore sono stati confrontati con quelli ottenibili da un classico controllore proporzionale integrale (PI), mostrando nuovamente i vantaggi, da un punto di vista energetico, derivanti dall’adozione di una strategia di controllo ottima.

Simulation of power quality issues in more electric aircraft actuator supplies

To examine the detailed operation of the power distribution network in a future more electric aircraft that employs electric actuation systems, a Micro-Cap SPICE simulation is developed for one of the essential buses. Particular attention is paid to model accurately the most important effects that influence system power quality. Representative system and flight data are used to illustrate the operation of the simulation and to assess the power quality conditions within the network as the flight control surfaces are deployed. The results illustrate the importance of correct cable sizing to ensure stable operation of actuators during transient conditions.

Practical design considerations of cascaded hybrid battery storage systems

The high cost of batteries has led to investigations in using second-life ex-transportation batteries for grid support applications. Vehicle manufacturers currently all have different specifications for battery chemistry, arrangement of cells, capacity and voltage. With anticipated new developments in battery chemistry which could also affect these parameters, there are, as yet, no standards defining parameters in second life applications. To overcome issues relating to sizing and to prevent future obsolescence for the rest of the energy storage system, a cascaded topology with an operating envelope design approach has been used to connect together modules. This topology offers advantages in terms of system reliability. The design methodology is validated through a set of experimental results resulting in the creation of surface maps looking at the operation of the converter (efficiency and inductor ripple current). The use of a pre-defined module operating envelope also offers advantages for developing new operational strategies for systems with both hybrid battery energy systems and also hybrid systems including other energy sources such as solar power.

Social acceptance of renewable energy: Some examples from Europe and Developing Africa

Current energy systems are in most instances not fully working sustainably. The provision and use of energy only consider limited resources, risk potential or financial constraints on a limited scale. Furthermore, the knowledge and benefits are only available for a minor group of the population or are outright neglected. The availability of different resources for energy purposes determines economic development, as well as the status of the society and the environment. The access to energy grids has an impact on socio-economic living standards of communities. This not fully developed system is causing climate change with all its related outcomes. This investigation takes into consideration different views on renewable energy systems — such as international discussions about biomass use for energy production, “fuel versus food”, biogas use — and attempts to compare major prospects of social acceptance of renewable energy in Europe and Africa. Can all obstacles to the use of renewable energy be so profound that the overall strategy of reducing anthropogenic causes of climate change be seriously affected?

Social acceptance of renewable energy: Some examples from Europe and Developing Africa

Current energy systems are in most instances not fully working sustainably. The provision and use of energy only consider limited resources, risk potential or financial constraints on a limited scale. Furthermore, the knowledge and benefits are only available for a minor group of the population or are outright neglected. The availability of different resources for energy purposes determines economic development, as well as the status of the society and the environment. The access to energy grids has an impact on socio-economic living standards of communities. This not fully developed system is causing climate change with all its related outcomes. This investigation takes into consideration different views on renewable energy systems — such as international discussions about biomass use for energy production, “fuel versus food”, biogas use — and attempts to compare major prospects of social acceptance of renewable energy in Europe and Africa. Can all obstacles to the use of renewable energy be so profound that the overall strategy of reducing anthropogenic causes of climate change be seriously affected?