Analysis of VSC-based HVDC System under DC Faults

This paper analyzes the behavior of a Voltage Source Converter Based HVDC system under DC cable fault conditions. The behavior of the HVDC system during a permanent line-to-earth fault is analyzed, outlining the systems configuration and behavior at each stage of the fault timeline. Operation of the proposed system under a single earthing configurations i.e. Converter (solid) earthed/AC transformer unearthed, was analyzed and simulated, with particular attention paid to the converters operation. It was observed that the development of potential earth loops within the system as a result of DC line- toearth faults leads to substantial overcurrent and results in system configuration oscillation.

Pre-charging and DC Fault Ride-Through of Hybri MMC Based HVDC Systems

Compared to half-bridge based MMCs, full-bridge based systems have the advantage of blocking dc fault, but at the expense of increased power semiconductors and power losses. In view of the relationships among ac/dc voltages and currents in full-bridge based MMC with the negative voltage state, this paper provides a detailed analysis on the link between capacitor voltage variation and the maximum modulation index. A hybrid MMC, consisting of mixed half-bridge and full-bridge circuits to combine their respective advantages is investigated in terms of its pre-charging process and transient dc fault ride-through capability. Simulation and experiment results demonstrate the feasibility and validity of the proposed strategy for a full-bridge based MMC and the hybrid MMC.

Analysis of voltage source converter-based high-voltage direct current under DC line-to-earth fault

DC line faults on high-voltage direct current (HVDC) systems utilising voltage source converters (VSCs) are a major issue for multi-terminal HVDC systems in which complete isolation of the faulted system is not a viable option. Of these faults, single line-to-earth faults are the most common fault scenario. To better understand the system under such faults, this study analyses the behaviour of HVDC systems based on both conventional two-level converter and multilevel modular converter technology, experiencing a permanent line-to-earth fault. Operation of the proposed system under two different earthing configurations of converter side AC transformer earthed with converter unearthed, and both converter and AC transformer unearthed, was analysed and simulated, with particular attention paid to the converter operation. It was observed that the development of potential earth loops within the system as a result of DC line-to-earth faults leads to substantial overcurrent and results in oscillations depending on the earthing configuration.

New modular structure DC-DC converter without electrolytic capacitors for renewable energy applications

DC resistance and dielectric function at 3392 nm of YBCO films from 300 K to 80 K

The dielectric function of a YBCO film was determined at 3392nm at temperatures down to 80K. Results obtained were epsilon(i) = -24.09 - 0.0013T and epsilon(i) = 7.66 + 0.067T. The results for epsilon(i) are compared with the de resistance of the film. Intrinsic intragrain scattering, elastic and inelastic grain boundary scattering and optical interband absorption are estimated as 82%, 5%, 13% and 10% respecively at 0K.

New multi-stage DC-DC converters for grid-connected photovoltaic systems

Renewable energy is high on international and national agendas. Currently, grid-connected photovoltaic (PV) systems are a popular technology to convert solar energy into electricity. Existing PV panels have a relatively low and varying output voltage so that the converter installed between the PVs and the grid should be equipped with high step-up and versatile control capabilities. In addition, the output current of PV systems is rich in harmonics which affect the power quality of the grid. In this paper, a new multi-stage hysteresis control of a step-up DC-DC converter is proposed for integrating PVs into a single-phase power grid. The proposed circuitry and control method is experimentally validated by testing on a 600W prototype converter. The developed technology has significant economic implications and could be applied to many distributed generation (DG) systems, especially for the developing countries which have a large number of small PVs connected to their single-phase distribution network. 

Atmospheric Pressure DC Plasma Processing of TIO2/PEDOT:PSS Nanocomposites

In this work we demonstrate the synthesis of a TiO2/PEDOT:PSS nanocomposite material in aqueous solution through atmospheric pressure direct current (DC) plasma processing at room temperature. The dispersion of the TiO2 nanoparticles is enhanced after microplasma processing, and TiO2/polymer hybrid nanoparticles with a distinct core shell structure have been obtained. We have observed increased TiO2/PEDOT:PSS nanocomposite electrical conductivity due to microplasma processing. The improvement in nanocomposite properties is due to the enhanced dispersion and stability in liquid polymer of microplasma treated TiO2 nanoparticles. Both plasma induced surface charge and nanoparticle surface termination with specific plasma chemical species are thought to provide an enhanced barrier to nanoparticle agglomeration and promote nanoparticle-polymer bonding, which is expected to have a significant benefit in materials processing with inorganic nanoparticles for wide range of applications.

Feasibility Assessment of Plug and Play Model Predictive Control for use in DC Grids

Distributed control techniques can allow Transmission System Operators (TSOs) to coordinate their responses via TSO-TSO communication, providing a level of control that lies between that of centralised control and communication free decentralised control of interconnected power systems. Recently the Plug and Play Model Predictive Control (PnPMPC) toolbox has been developed in order to allow practitioners to design distributed controllers based on tube-MPC techniques. In this paper, some initial results using the PnPMPC toolbox for the design of distributed controllers to enhance AGC in AC areas connected to Multi-Terminal HVDC (MTDC) grids, are illustrated, in order to evaluate the feasibility of applying PnPMPC for this purpose.

Evaluation of La1−xSrxMnO3 (0 ≤ x < 0.4) synthesised via a modified sol–gel method as mediators for magnetic fluid hyperthermia

A range of lanthanum strontium manganates (La1−xSrxMnO3–LSMO) where 0 ≤ x < 0.4 were prepared using a modified peroxide sol–gel synthesis method. The magnetic nanoparticle (MNP) clusters obtained for each of the materials were characterised using scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD) and infra-red (IR) spectroscopy in order to confirm the crystalline phases, crystallite size and cluster morphology. The magnetic properties of the materials were assessed using the Superconducting quantum interference device (SQUID) to evaluate the magnetic susceptibility, Curie temperature (Tc) and static hysteretic losses. Induction heating experiments also provided an insight into the magnetocaloric effect for each material. The specific absorption rate (SAR) of the materials was evaluated experimentally and via numerical simulations. The magnetic properties and heating data were linked with the crystalline structure to make predictions with respect to the best LSMO composition for mild hyperthermia (41 °C ≤ T ≤ 46 °C). La0.65Sr0.35MnO3, with crystallite diameter of 82.4 nm, (agglomerate size of ∼10 μm), Tc of 89 °C and SAR of 56 W gMn−1 at a concentration 10 mg mL−1 gave the optimal induction heating results (Tmax of 46.7 °C) and was therefore deemed as most suitable for the purposes of mild hyperthermia, vide infra.

Maus-tratos entre iguais e percepção de suporte social: um estudo com alunos dos 2º e 3º ciclos do ensino básico

O bullying e o suporte social, apesar de conceptualmente distintos, interagem entre si. O bullying é um subgrupo do comportamento agressivo, que ocorre intencional e repetidamente, numa relação assimétrica de poder entre pares. O suporte social envolve o apoio recebido pelas fontes de suporte da rede social. O principal objetivo deste estudo é analisar a relação entre bullying e perceção de suporte social. O mesmo realizou-se numa escola básica de Évora, com 335 alunos dos 2° e 3° ciclos do ensino básico, sendo utilizados o Questionário de Violência Escolar e Isolamento Social e o Questionário de Percepção de Suporte Social. Os resultados obtidos indicam baixos níveis de incidência de comportamentos de bullying. Verificou-se que uma fraca perceção de suporte social associa-se a um maior envolvimento no bullying, o que aponta para a perceção de suporte social como um fator protetor para o envolvimento em situações de vitimação e de agressão; ABSTRACT: Bullying and social support, although conceptually distinct, interact between itself. Bullying is a sub-group of the aggressive behavior that occurs repeatedly and intentionally, in an asymmetrical power relationship between peers. Social Support involves the support received by the sources of social support networks. The aim of this study is to analise the relationship between bullying and perceived social support. The aim was done in a basic school of Évora, with 335 students of 2nd and 3th cycles of basic education. The used questionnaires had been the Questionnaire for School Violence and Social isolation and the Questionnaire for Perceived Social Support. The results indicate low levels of incidence of bullying behavior. lt was found that a low perception of social support is associated with an increased involvement in bullying, which points to the social support as a protective for involvement in situations of victimization and agression.

Isolamento e produção de agentes de controlo biológico das principais doenças de pós-colheita, em citrinos e pomóideas

Potenciais agentes de biocontrolo foram isolados a partir da microbiota epifítica de folhas e frutos, de citrinos e pomóideas, de diferentes pomares, durante diferentes campanhas e de distintas condições de armazenamento. A atividade antagonista de 1465 microrganismos isolados foi testada em ensaios in vivo em pomóideas face a Penicillium expansum (104 esporos/ml) e em citrinos face a P. digitatum (105 esporos/ml) em frutos feridos e inoculados artificialmente. Aproximadamente 7,6% dos isolados reduziu a severidade (diâmetro da podridão) e a incidência (% podres) em mais de 25%, menos de 3% reduziu ambos os parâmetros em mais de 50%, mas apenas 4 microrganismos preencheram os critérios de seleção, redução da incidência e severidade em mais de 75%. Dos 4 e pelos resultados obtidos em ensaios de seleção secundária e de determinação da concentração mínima eficaz, destacaram-se e selecionaram-se 2 microrganismos, uma bactéria isolada de laranjas „Valencia late‟ e identificada como pertencente ao grupo das Enterobactérias, Pantoea agglomerans PCB-1 e uma levedura isolada a partir da superfície de maças 'Bravo de Esmolfe' identificada como Metschnikowia andauensis PBC-2, com o objetivo de usar dois modelos distintos de agentes de biocontrol, uma bactéria e uma levedura. P. agglomerans é um agente de biocontrolo já conhecido. A estirpe PBC-1 isolada neste trabalho mostrou ter elevada eficácia face aos principais agentes patogénicos na póscolheita de citrinos e pomóideas. M. andauensis é uma levedura recentemente descoberta e a estirpe PBC-2 diz respeito à primeira referência desta espécie como agente de biocontrolo, a qual foi recentemente objeto de concessão de Patente de Invenção Nacional nº 105210, como uma nova estirpe desta espécie para uso como agente de biocontrolo das doenças de póscolheita de frutos. A concentração mínima eficaz dos antagonistas revelou estar dentro dos limites para o seu desenvolvimento comercial. M. andauensis PBC-2 quando aplicada à concentração de 5×106 ufc/ml, permitiu uma redução da incidência e da severidade de 62 e 70%, respetivamente, e quando aplicada a 1×107 ufc/ml, uma redução de 90% de incidência e de 95% de severidade. P. agglomerans PBC-1 aplicada a 1 × 108 ufc/ml em maçãs e em citrinos no controlo de P. expansum e P. digitatum, respetivamente, propiciaram uma redução significativa de cerca de 86% de cada um dos agentes patogénicos. O espectro de ação de M. andauensis PBC-2 foi avaliado, verificando-se o controlo efetivo face a Rhizopus stolonifer, P. expansum e Botritys cinerea, em pera 'Rocha' e em diferentes cultivares de maçã e contra P. digitatum e Penicillium italicum em clementinas e laranjas de diferentes cultivares. Durante 4 épocas, a eficácia de M. andauensis PBC-2, foi avaliada e comparada com o fungicida sintético mais usado comercialmente, Imazalil, em ensaios semicomerciais. Os resultados assemelharam-se aos obtidos com o fungicida, a redução da incidência do bolor azul foi de 90% em maças armazenadas durante 3 meses a 1±0.5 ºC, seguido de 7 dias à temperatura ambiente, para simular o tempo de prateleira. Em ensaios do estudo da dinâmica populacional, verificou-se que o agente de biocontrolo M. andauensis PBC-2 tem uma excelente capacidade colonizadora e que consegue crescer e sobreviver nas feridas, mas também na superfície dos frutos, armazenados à temperatura ambiente e em condições de frio. Pelo contrário, M. andauensis PBC- não apresentou capacidade de sobrevivência no suco gástrico simulado, começando a população a diminuir imediatamente após exposição e passadas 48 h não restava população viável. Diferentes meios de cultura usualmente descritos na produção de leveduras foram testados na produção de M. andauensis PBC-2. Aquele que apresentou a maior população viável ao fim de 40 h de incubação foi o meio YPD, entretanto escolhido para estudos posteriores. O pH mais favorável ao crescimento foi de 6,5, não se observando diferenças significativas entre os crescimentos a 25 e 30 ºC. Estudou-se ainda o efeito da concentração das duas fontes de azoto do meio YPD e elegeu-se a combinação de 10 g/l de extrato de levedura e 20 g/l de peptona. Nos estudos de produção de biomassa dos dois potenciais agentes de biocontrolo, analisou-se o efeito da sacarose, frutose e glucose, como fontes de carbono e otimizou-se a concentração destes açúcares no crescimento em Erlenmeyer. Após 20 h de incubação a população viável de P. agglomerans PBC-1 atingiu 3.9×109, 1.5×109, 3.9×109 ufc/ml, respetivamente. No caso de M. andauensis PBC-2, foi obtida a população de 1.2×108, 5.3×108 e 1,3×108 ufc/ml, com glucose, sacarose e frutose, após 40 h. Os resultados permitem concluir que os dois agentes têm capacidade de metabolizar os açúcares testados, contudo e atendendo à produtividade de biomassa, rendimento, disponibilidade e custo, optou-se por usar a sacarose como fonte de carbono nos restantes ensaios, nomeadamente na transição de Erlenmeyer para reator biológico. Na produção de P. agglomerans PBC-1 escolheu-se o meio SAC (5 g/l sacarose e 5 g/l extrato de levedura). O meio YPS (12.5g/l sacarose, 10 g/l extrato de levedura, 20 g/l peptona) foi usado no aumento de escala de M. andauensis PBC-2. A otimização da produção em reator biológico de P. agglomerans PCB-1 foi realizada submetendo o microrganismo a diferentes condições hidrodinâmicas, testando-se arejamentos, dois tipos de turbina (hélice; rusthon) e dispersores (poroso, em L). Foram igualmente estudados, o efeito da concentração inicial do inoculo e a adição programada da fonte de carbono. Embora tenham sido testadas diferentes variações, o perfil dos diferentes parâmetros analisados foi idêntico, a população máxima viável foi de 3-5×109 ufc/ml. A diferença mais notória foi observada na fermentação com concentração inicial de 107 cfu/ml, que permitiu encurtar em cinco horas a fase lag, o que pode significar uma redução de tempo de fermentação, e consequentemente uma redução de custos. Visando a produção de biomassa a baixo custo, fator importante na implementação de um sistema de controlo biológico, estudou-se a possibilidade de utilizar subprodutos e resíduos da indústria alimentar no crescimento dos agentes de biocontrolo. Subprodutos da indústria de alfarroba e subprodutos e resíduos da indústria de sumos de citrinos foram utilizados na produção de P. agglomerans PBC-1 e de M. andauensis PBC-2, respetivamente. Desta forma, para além de uma redução dos custos de produção, pretendeu-se a valorização de um subproduto (no caso de alfarroba e do bagaço de citrinos) e mitigar os efeitos nefastos de um resíduo (licor), com elevada carga poluente, que gera graves problemas ambientais e que pode ditar o encerramento desta unidade industrial, com efeitos devastadores para a economia local. Realizaram-se extrações de subprodutos da indústria de alfarroba, a diferentes razões sólido/líquido, tempos e temperaturas, de forma a maximizar a extração de açúcares. A potencialidade de utilizar o extrato de açúcares obtido, na produção de P. agglomerans PBC-1 foi avaliada, em ensaios de crescimento em Erlenmeyer, com consequente transição para reator mecanicamente agitado. Os perfis de crescimento da cultura crescida com subprodutos da indústria de alfarroba assemelharam-se aos observados com sacarose como fonte de carbono. A biomassa viável produzida com subprodutos da indústria de alfarroba, foi de 4- 7×109 ufc/ml, o que permite concluir que é uma alternativa viável à produção deste microrganismo. A produção de M. andauensis PBC-2 com subprodutos da indústria de sumos de citrinos, foi estudada em Erlenmeyer tendo como objetivo conhecer os perfis de crescimento do microrganismo, bem como, estudar a melhor combinação desta fonte de carbono e sua concentração. O bagaço de citrinos e um resíduo líquido, que se denominou de licor, foram testados com resultados comparáveis à produção obtida com meio usado como standard, (YPS), sem comprometer a atividade antagonista do agente de biocontrolo. Posteriormente, foi realizada a produção em reator mecanicamente agitado, escolhendo-se para tal o meio YL (10 g/l extrato de levedura e licor à concentração de açúcares de 12.5 g/l). Os parâmetros de crescimento da cultura foram semelhantes aos obtidos com a fonte de carbono comercial. Após aproximadamente 40 h de incubação, a população viável de M. andauensis PCB-2 atingiu 3.1×108 ufc/ml. A produtividade de biomassa e rendimento foi de 0.435 g/l.h e 1.502 g/g, respetivamente, comparável a produtividade de biomassa (0.432 g/l.h) e rendimento (1.4416 g/g) observado no meio YPS. Os resultados obtidos, são uma base sólida para o aumento de escala a um nível laboratorial e semi-industrial, permitiram concluir que é exequível produzir M. andauensis a baixo custo e representam uma possível alternativa para um resíduo. Em estudos dos possíveis modos de ação, de M. andauensis PBC-2, conclui-se que, este agente de biocontrolo, não tem como modos de ação a produção de antibióticos ou de voláteis, uma vez que, não se verificou inibição do crescimento dos agentes patogénicos. A competição por ferro e a produção de enzimas líticas por M. andauensis PBC-2 foi estudada em meios com diferentes concentrações de ferro e em um meio de cultura, com paredes celulares de fungos, como única fonte de carbono. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que a produção e secreção de enzimas líticas não é o principal ou o mais importante modo de ação do agente de controlo biológico PBC-2, uma vez que a produção de quitinase observada ao 5 e 7º dia de incubação foi muito baixa, e não foi observada a produção de β-1,3- glucanases e proteases.