Electricity Markets Portfolio Optimization using a Particle Swarm Approach

Energy systems worldwide are complex and challenging environments. Multi-agent based simulation platforms are increasing at a high rate, as they show to be a good option to study many issues related to these systems, as well as the involved players at act in this domain. In this scope the authors’ research group has developed a multi-agent system: MASCEM (Multi-Agent System for Competitive Electricity Markets), which simulates the electricity markets. MASCEM is integrated with ALBidS (Adaptive Learning Strategic Bidding System) that works as a decision support system for market players. The ALBidS system allows MASCEM market negotiating players to take the best possible advantages from the market context. However, it is still necessary to adequately optimize the player’s portfolio investment. For this purpose, this paper proposes a market portfolio optimization method, based on particle swarm optimization, which provides the best investment profile for a market player, considering the different markets the player is acting on in each moment, and depending on different contexts of negotiation, such as the peak and offpeak periods of the day, and the type of day (business day, weekend, holiday, etc.). The proposed approach is tested and validated using real electricity markets data from the Iberian operator – OMIE.

Does a Tougher Competition Policy Reduce or Promote Investment?

The question of how interventions from the Competition Authority (CA) affect investment is not a straightforward one: a tougher competition policy might, by reducing the ability to exert market power, either stimulate firms to invest more to counter the restrictions on their actions, or make firms invest less because of the reduced ability to have a return on investment. This tension is illustrated using two models. In one model investment is own-cost-reducing whereas in the other investment is anti-competitive. Anti-competitive investments are defined as investments that increase competitors’ costs. In both models the optimal level of investment is reduced with a tougher competition policy. Furthermore, while in the case of an anti-competitive investment a tougher authority necessarily leads to lower prices, in the case of a cost- reducing investment the opposite may happen when the impact of the investment on cost is sufficiently high. Results for total welfare are ambiguous in the cost- reducing investment model, whereas in the anti-competitive investment model welfare unambiguously increases due to a tougher competition polic

Does corruption inhibit foreign direct investment?

Globalization creates new opportunities for firms to invest abroad and many economies are making active efforts to attract Foreign Direct Investment (FDI) in order to promote economic growth. Decisions to invest abroad depend on a complex set of factors, but the least corrupt countries may attract more foreign direct investment because they provide a more favorable climate for investors. In this paper we investigate the impact of corruption on FDI inflows in 73 countries, over the period 1998-2008. Our results suggest that countries where corruption is lower, the FDI inflows are greater, and so controlling corruption may be an important strategy for increase FDI inflows.

Avaliação da qualidade do ar e classificação energética de uma piscina coberta e propostas de melhoria

A presente dissertação tem dois objetivos, o primeiro é a realização de uma auditoria energética e avaliação da qualidade do ar às instalações de uma Piscina Municipal, permitindo a sua classificação energética, e o segundo é o estudo de propostas de melhoria que contribuam para uma melhor eficiência energética do edifício. Na análise à qualidade do ar interior os parâmetros avaliados encontravam-se todos dentro dos limites estabelecidos por lei, com exceção dos valores de COVs que em dois pontos de medição (ambos na nave) ultrapassaram os limites estabelecidos por lei. A auditoria ao edifício permitiu verificar que o caudal mínimo de água nova nas piscinas imposto por lei é cumprido pela instalação. No que diz respeito ao caudal de ar novo introduzido, este apenas é respeitado quando a unidade de tratamento de ar está a debitar 100% da sua capacidade. Quando a unidade opera a 50% da sua capacidade apresenta um défice de 5% do valor mínimo estabelecido. Relativamente às perdas energéticas associadas aos tanques de natação, estas apresentam um valor de 95,89 kW, em que 59,09 kW dizem respeito às perdas por evaporação. Foi também possível concluir que as perdas por evaporação representam cerca de 39% da energia calorifica produzida nas caldeiras. O edifício apresenta um consumo anual de eletricidade de 166 482 kWh em que 69% deste valor é provocado pelas unidades de tratamento de ar e a iluminação apresenta apenas um peso de 3%. Em relação ao gás natural consumido pelas caldeiras o seu valor anual é de 1 317 240 kWh. A simulação dinâmica do edifício permitiu concluir que este apresenta um IEE de 1 269,9 kWh/m2.ano. O rácio de classe energética (RIEE) é de 1,24 o que significa que o edifício pertence à classe energética C. As medidas estudadas para a melhoria da eficiência energética, nomeadamente integração energética com uma central de ciclo combinado, aplicação de cobertura isotérmica nas piscinas e substituição do telhado na zona da nave, mostraram-se viáveis. O estudo da possibilidade da realização de uma integração energética permitiu concluir que a poupança anual é de 9 374 € e o investimento é recuperado em menos de 1,5 anos. Relativamente à aplicação de cobertura isotérmica o investimento é de 14 000 € e é recuperado em 2 anos. A substituição do telhado na zona da nave tem um investimento de 20 500 € e a recuperação realiza-se num período de 3,5 anos.

Estimation of infection rate in epidemic models with multiple populations

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Matemática e Aplicações Especialização em Actuariado, Estatística e Investigação Operacional

Heart rate responses to a muscarinic agonist in rats with experimentally induced acute and subacute chagasic myocarditis

We administered arecoline to rats, with experimentally induced chagasic myocarditis, in order to study the sinus node sensitivity to a muscarinic agonist. Sixteen month old rats were inoculated with 200,000 T. cruzi parasites ("Y" strain). Between days 18 and 21 (acute stage), 8 infected rats and 8 age-matched controls received intravenous arecoline as a bolus injection at the following doses: 5.0, 10.0, 20.0, 40.0, and 80.0 mug/kg. Heart rate was recorded before, during and after each dose of arecoline. The remaining 8 infected animals and 8 controls were subjected to the same experimental procedure during the subacute stage, i.e., days 60 to 70 after inoculation. The baseline heart rate, of the animals studied during the acute stage (349 ± 68 bpm, mean ± SD), was higher than that of the controls (250 ± 50 bpm, p < 0.005). The heart rate changes were expressed as percentage changes over baseline values. A dose-response curve was constructed for each group of animals. Log scales were used to plot the systematically doubled doses of arecoline and the induced-heart rate changes. The slope of the regression line for the acutely infected animals (r = - 0.99, b =1.78) was not different from that for the control animals (r = - 0.97, b = 1.61). The infected animals studied during the subacute stage (r = - 0.99, b = 1.81) were also not different from the age-matched controls (r = - 0.99, b = 1.26, NS). Consequently, our results show no pharmacological evidence of postjunctional hypersensitivity to the muscarinic agonist arecoline. Therefore, these results indirectly suggest that the postganglionic parasympathetic innervation, of the sinus node of rats with autopsy proved chagasic myocarditis, is not irreversibly damaged by Trypanosoma cruzi.

The association between serum potassium at hospital admission and the case-fatality rate of leptospirosis in men

Severe leptospirosis affects predominantly males and presents a high susceptibility to hypokalemic acute renal failure. As hypokalemia and hyperkalemia induce severe complications, it is important to evaluate if the initial serum potassium is an independent risk factor for death in leptospirosis. The medical records of 1016 patients hospitalized with the diagnosis of leptospirosis were reviewed. The analysis was restricted to 442, according to the following criteria: male, 18 years or older, information about death or hospital discharge and recorded values of serum potassium, serum creatinine and duration of symptoms at admission. Potassium values lower than 3.5 mEq/L (hypoK), 3.5-5 mEq/L (normoK) and above 5 mEq/L (hyperK) were detected in 180, 245 and 17 patients, respectively. The death rate increased with serum potassium: 11.1% in the hypoK, 14.7% in the normoK and 47.1% in the hyperK group (p = 0.002). In a logistic regression model (normoK as referent), including age, creatinine and duration of symptoms, hypoK was not associated with increased death rate (odds ratio (OR) = 0.80; p > 0.1). On the other hand, hyperK showed a significant association with increased risk of death (OR = 3.95, p = 0.021). In conclusion, in this sample of men with leptospirosis initial serum potassium was positively and independently correlated with the risk of in-hospital death.

Análise do comportamento dos aerogeradores em situação de anomalia

Actualmente, a utilização de recursos energéticos renováveis é encarada como vital para se alcançar um desenvolvimento sustentável. Dentro destas, a energia eólica apresenta-se como uma das mais sustentáveis e, por isso, teve uma evolução exponencial nos últimos anos. No entanto, apesar da sua maturidade, esta tecnologia apresenta problemas e desafios. As turbinas eólicas apresentam uma elevada taxa de avarias em alguns componentes, nomeadamente a caixa de engrenagens, o gerador eléctrico e as pás. Os tempos de paragem associados às avarias e à sua reparação provocam grandes prejuízos. De modo a evitar as falhas e a permitir a redução dos custos durante o ciclo de vida das turbinas eólicas, existe a necessidade de optimizar as estratégias de manutenção, de forma a maximizar o retorno do investimento nos parques eólicos. Os aerogeradores mais recentes possuem sistemas de monitorização que permitem monitorizar todos os equipamentos constituintes da máquina, possibilitando um acompanhamento mais próximo do real estado de funcionamento dos equipamentos. A monitorização online permite que se reduza a possibilidade de acontecimento de uma falha grave. Este trabalho de investigação analisa as avarias associadas a um dos equipamentos mais importante das turbinas eólicas, a caixa de engrenagens, tendo sido identificadas as principais grandezas que podem ser utilizadas para a previsão de avarias. Este equipamento é crítico dado que origina um dos maiores tempos de indisponibilidade por falha. O resultado das análises efectuadas ao comportamento da caixa de engrenagens perante uma avaria demonstrou que é possível prevê-las. Esta informação é de extrema importância, pois permite um escalonamento eficiente da manutenção e a adopção das estratégias de reparação mais convenientes.

Comparative study of the in-hospital case-fatality rate of leptospirosis between pediatric and adult patients of different age groups

The main objective was to compare the in-hospital case-fatality rate of leptospirosis between pediatric (< 19 years) and adult (>19 years) patients, taking into account gender, renal function, duration of symptoms and jaundice. Medical records of 1016 patients were reviewed. Comparative analysis was restricted to 840 patients (100 pediatric, 740 adults) with recorded information on the variables included in the analysis. Among these patients 81.7% were male and 91.5% were icteric. The case-fatality rate of leptospirosis was 14.4%. The odds of death adjusted for gender, jaundice, duration of symptoms, serum urea and serum creatinine were almost four times higher for the adult than for the pediatric group (odds ratio (OR) = 3.94; 95% confidence interval = 1.19-13.03, p = 0.029). Among adults, increased age was also significantly and independently associated with increased risk of death (p < 0.01). Older patients were also more often treated by dialysis. In conclusion, the data suggest that the in-hospital case fatality rate of leptospirosis is higher for adults than for children and adolescents, even after taking into account the effects of several potential risk factors of death. Among adults, older age was also strongly and independently associated with higher risk of death.

The frequency rate of Toxocara species contamination in soil samples from public yards in a urban area "Payathai", Bangkok, Thailand

Toxocara species are most common roundworms of Canidae and Felidae. Human toxocariasis develops by ingesting of embryonated eggs in contaminated soil. There is no previous report of Toxocara contamination in the soil samples from the public areas in Bangkok. For this reason our study have been carried out to examine the frequency of Toxocara eggs in public yards in Bangkok, Thailand. A total of 175 sand and clay samples were collected and examined for parasite eggs. According to this study, Toxocara eggs were detected from 10 (5.71%) of 175 soil samples. The high rate of contamination in this study implies the importance of the control of this possible zoonotic disease: control of abandon of dogs and cats, is still necessary.

Toxoplasma-IgM and IgG-avidity in single samples from areas with a high infection rate can determine the risk of mother-to-child transmission

Anti-Toxoplasma IgG-avidity was determined in 168 serum samples from IgG- and IgM-positive pregnant women at various times during pregnancy, in order to evaluate the predictive value for risk of mother-to-child transmission in a single sample, taking the limitations of conventional serology into account. The neonatal IgM was considered the serologic marker of transmission. Fluorometric tests for IgG, IgM (immunocapture) and IgG-avidity were performed. Fifty-one of the 128 pregnant women tested gave birth in the hospital and neonatal IgM was obtained. The results showed 32 (62.75%) pregnant women having high avidity, IgM indexes between 0.6 and 2.4, and no infected newborn. Nineteen (37.25%) had low or inconclusive avidity, IgM indexes between 0.6 and 11.9, and five infected newborns and one stillbirth. In two infected newborns and the stillbirth maternal IgM indexes were low and in one infected newborn the only maternal parameter that suggested fetal risk was IgG-avidity. In the present study, IgG-avidity performed in single samples from positive IgM pregnant women helped to determine the risk of transmission at any time during pregnancy, especially when the indexes of the two tests were analysed with respect to gestational age. This model may be less expensive in developing countries where there is a high prevalence of infection than the follow-up of susceptible mothers until childbirth with monthly serology, and it creates a new perspective for the diagnosis of congenital toxoplasmosis.

Impacto das medidas de conservação de energia em projeto na redução da intensidade de utilização de matérias-primas na construção de um edifício

O presente trabalho pretende mostrar que a aplicação de medidas de conservação de energia (MCE) pode representar uma redução da intensidade de utilização de matérias-primas na construção de um edifício. Mais concretamente, pode representar uma redução da utilização de materiais e equipamentos, e como consequência, uma redução no esforço económico ao primeiro investimento. Podendo posteriormente representar uma redução na utilização de energia durante o período de funcionamento do edifício. A aplicação de MCE no sector da construção tem vindo a ser uma prática corrente nos novos edifícios e edifícios sujeitos a grandes intervenções de reabilitação. Esta prática deve-se à obrigatoriedade de cumprimento de requisitos regulamentares aplicados à otimização do desempenho energético dos edifícios e dos seus sistemas técnicos, nomeadamente, o RCCTE e o RSECE, entretanto revogados pelo REH e pelo RECS, respetivamente. A implementação de MCE apresenta, na maioria dos casos, benefícios económicos para o promotor do edifício, uma vez que se traduz muitas vezes, na otimização do dimensionamento dos sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC). Esta otimização permite reduzir os custos associados ao primeiro investimento, bem como na utilização de energia por parte do utilizador, logo na redução dos custos de exploração. No entanto, a falta de quantificação dos impactos do dimensionamento dos sistemas AVAC, da redução de utilização de energia e da análise do custo-benefício da sua aplicação pode condicionar o interesse na sua implementação. Neste contexto, surge a presente dissertação, por iniciativa do Instituto Soldadura e Qualidade (ISQ), aplicado a um caso prático de um edifício já construído e propriedade daquela empresa. Com este trabalho pretende-se avaliar o contributo efetivo das MCE implementadas na fase de projeto e na fase de construção, quer na otimização da dimensão de sistemas e equipamentos AVAC, por via da redução das necessidades energéticas, quer na redução de utilização de energia, permitindo, de seguida, uma avaliação custo-benefício.Na base do caso de estudo está o ECOTERMOLAB, o edifício acima referido, adquirido pelo ISQ para instalação de um laboratório de formação, investigação e desenvolvimento na área da energia. Após aquisição pelo ISQ, o edifício sofreu várias alterações/beneficiações, entre as quais a implementação de MCE, tais como, a aplicação de isolamento térmico na envolvente opaca (paredes, pavimentos e coberturas), duplicação dos vãos envidraçados simples, conferindo-lhes melhores caraterísticas térmicas, e pela aplicação de proteções solar. Foram ainda adotadas MCE aos sistemas AVAC, designadamente, pela adoção de recuperadores de calor nas Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN’s) e de variadores de velocidade nas bombas de circulação de água e nos ventiladores de ar das UTAN’s. Pretendia o ISQ concluir se a aplicação de todas as MCE contribuiu de forma efetiva para o dimensionamento de sistemas e equipamentos AVAC de menor capacidade e, consequentemente, numa redução de utilização de energia. Em sequência, pretendia avaliar a viabilidade económica da aplicação de todas as MCE, estimando o sobrecusto inicial e o tempo necessário para o retorno financeiro daquele investimento. Para alcançar os objetivos propostos, procedeu-se à simulação energética dinâmica do ECOTERMOLAB, utilizando o programa EnergyPlus. Primeiro foi simulada uma situação base do edifício, sem quaisquer MCE. Posteriormente foi caraterizada cada uma das situações de aplicação das MCE, com o objetivo de avaliar o respetivo impacto individual na utilização de energia pelos sistemas AVAC. Por último foram assumidas todas as soluções em conjunto para avaliar o impacto final de todas as MCE na utilização de energia dos sistemas AVAC, bem como no seu dimensionamento. Das simulações dinâmicas foram obtidos os valores das necessidades de aquecimento e arrefecimento, de energia utilizada pelos sistemas AVAC e de caudais de água aquecida e arrefecida circulada. Com estes valores foi feita uma estimativa de dimensionamento dos equipamentos e componentes AVAC para as situações da aplicação de todas as MCE no ECOTERMOLAB e a sua ausência. A partir da diferença dos custos de aquisição dos respetivos equipamentos e dos valores de poupança em energia foi realizado o estudo da viabilidade económica da implementação das MCE neste edifício. Este estudo permitiu concluir que a aplicação das MCE no ECOTERMOLAB levou à redução da dimensão na generalidade dos equipamentos e componentes AVAC. Permitiu, ainda, concluir que houve uma diminuição de utilização de energia por parte destes sistemas e equipamentos para o aquecimento e arrefecimento. Conclui-se ainda que o período de retorno (Payback) do sobrecusto inicial, estimado em 37.822€ é de, aproximadamente, onze anos e meio, para um valor atual líquido (VAL) de 8.061€ e à taxa interna de rentabilidade (TIR) de 7,03%.

Impacto da influência de um Sistema de Gestão Técnica Centralizada na redução dos custos de exploração de um edifício

É de conhecimento do meio, que os Sistemas de Gestão Técnica Centralizada (SGTC) são uma mais-valia para a redução de utilização de energia associados principalmente aos sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) apesar das potencialidades serem abrangentes a outras áreas. No entanto, existe alguma lacuna quanto à quantificação dessa mais-valia, facto importante sobretudo para a alteração de mentalidades dos promotores e proprietários dos edifícios, que por falta de prova, normalmente apenas associam o SGTC a um investimento num serviço desnecessário. As potencialidades dos SGTC são muitas, a título de exemplo, redução na utilização de fontes de energia, gestão da manutenção de sistemas e equipamentos, análise de eficiências de equipamentos, entre muitas outras, sendo nesta dissertação estudado com mais profundidade a questão associada à diferença dos custos de exploração resultantes da utilização de energia num edifício por parte dos sistemas de AVAC, isto é, quais serão os ganhos na utilização da energia, associados ao sistema AVAC, que podem ser obtidos com a implementação de um SGTC. Para o efeito, utilizou-se os sistemas e equipamentos existentes no edifício ECOTERMOLAB, pertencente ao Instituto de Soldadura e Qualidade (ISQ), com o objetivo de verificar as diferenças de utilização de energia resultantes do funcionamento do edifício em normal atividade, isto é, o edifício com todos os seus sistemas operacionais, incluindo o SGTC, e o edifício em funcionamento sem o auxílio do SGTC, ou seja, todos os sistemas associados ao sistema AVAC em funcionamento em modo manual e sem recurso a variação de caudal na rede aeráulica e hidráulica. Em termos anuais, o ECOTERMOLAB consome, aproximadamente, cerca de 38,1 MWh de energia elétrica e 39,2 MWh de gás natural, o que representa uma utilização de energia primária de 14,4 tep/ano. Esta energia, representa um encargo financeiro anual de, aproximadamente, 9500€/ano, correspondente a 7000€/ano de energia elétrica e 2500€/ano de gás natural. Após a análise desenvolvida neste trabalho, conclui-se que o funcionamento do edifício sem controlo do sistema de AVAC por SGTC representaria em termos anuais a um aumento de, aproximadamente, 25,2 MWh e 6,2 MWh de energia elétrica e de gás natural, respetivamente. Em termos de energia primária, a diferença entre soluções origina um acréscimo na utilização de energia de 7,8 tep/ano o que representa um aumento de emissão de CO2 na ordem das 9,4 ton/ano. A avaliação económica, recaiu sobre a determinação de indicadores para avaliação da viabilidade de implementação de um SGTC, nomeadamente, o período de retorno simples, o valor atual líquido e a taxa interna de rentabilidade. Todos estes indicadores se revelaram positivos, apresentando um período de retorno ligeiramente superior a oito anos, um valor atual líquido positivo (8864,1€) e uma taxa interna de rentabilidade superior à taxa de custo de capital (11,2%).