An algorithm to median shortest path problem (MSPP) in the design of urban transportation networks

This paper proposes an efficient solution algorithm for realistic multi-objective median shortest path problems in the design of urban transportation networks. The proposed problem formulation and solution algorithm to median shortest path problem is based on three realistic objectives via route cost or investment cost, overall travel time of the entire network and total toll revenue. The proposed solution approach to the problem is based on the heuristic labeling and exhaustive search technique in criteria space and solution space of the algorithm respectively. The first labels each node in terms of route cost and deletes cyclic and infeasible paths in criteria space imposing cyclic break and route cost constraint respectively. The latter deletes dominated paths in terms of objectives vector in solution space in order to identify a set of Pareto optimal paths. The approach, thus, proposes a non-inferior solution set of Pareto optimal paths based on non-dominated objective vector and leaves the ultimate decision to decision-makers for purpose specific final decision during applications. A numerical experiment is conducted to test the proposed algorithm using artificial transportation network. Sensitivity analyses have shown that the proposed algorithm is advantageous and efficient over existing algorithms to find a set of Pareto optimal paths to median shortest paths problems.

Expansion of congested railway capacity using triple-track line operation based on hourly passenger demand

This paper proposes a method of improving level of service in congested urban railways by means of a triple-track line operation for a highly dense urban area with special travel demand characteristics. Where the future travel demand forecasts show sluggish growth or no growth at all, there is little to no incentives for heavy railway investments like quadruple-track extension and construction of new railway routes to alleviate current railway congestion problems. In such a situation, triple-track line operation can be the best alternative due to its moderate investment cost and ease in land acquisition for just an additional single track along the existing tracks. Our simulation investigation in one of the congested railway lines in Tokyo showed that triple track line operation increases railway capacity by 26% and shortens travel time by 38% in peak direction during morning peak hours. These results are encouraging and are useful for removing current railways problems in Tokyo and in similar urban situations elsewhere.

Optimisation of environmental gas cleaning routes for solid wastes cogeneration systems - Part I - Analysis of waste incineration steam cycle

Research of advanced technologies for energy generation contemplates a series of alternatives that are introduced both in the investigation of new energy sources and in the improvement and/or development of new components and systems. Even though significant reductions are observed in the amount of emissions, the proposed alternatives require the use of exhaust gases cleaning systems. The results of environmental analyses based on two configurations proposed for urban waste incineration are presented in this paper; the annexation of integer (Boolean) variables to the environomic model makes it possible to define the best gas cleaning routes based on exergetic cost minimisation criteria. In this first part, the results for steam cogeneration system analysis associated with the incineration of municipal solid wastes (MSW) is presented. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A Bilevel Approach to Transmission Expansion Planning Within a Market Environment

We present a bilevel model for transmission expansion planning within a market environment, where producers and consumers trade freely electric energy through a pool. The target of the transmission planner, modeled through the upper-level problem, is to minimize network investment cost while facilitating energy trading. This upper-level problem is constrained by a collection of lower-level market clearing problems representing pool trading, and whose individual objective functions correspond to social welfare. Using the duality theory the proposed bilevel model is recast as a mixed-integer linear programming problem, which is solvable using branch-and-cut solvers. Detailed results from an illustrative example and a case study are presented and discussed. Finally, some relevant conclusions are drawn.

Sistema especialista fuzzy para dimensionamento de bombeio mecânico

Despite the emergence of other forms of artificial lift, sucker rod pumping systems remains hegemonic because of its flexibility of operation and lower investment cost compared to other lifting techniques developed. A successful rod pumping sizing necessarily passes through the supply of estimated flow and the controlled wear of pumping equipment used in the mounted configuration. However, the mediation of these elements is particularly challenging, especially for most designers dealing with this work, which still lack the experience needed to get good projects pumping in time. Even with the existence of various computer applications on the market in order to facilitate this task, they must face a grueling process of trial and error until you get the most appropriate combination of equipment for installation in the well. This thesis proposes the creation of an expert system in the design of sucker rod pumping systems. Its mission is to guide a petroleum engineer in the task of selecting a range of equipment appropriate to the context provided by the characteristics of the oil that will be raised to the surface. Features such as the level of gas separation, presence of corrosive elements, possibility of production of sand and waxing are taken into account in selecting the pumping unit, sucker-rod strings and subsurface pump and their operation mode. It is able to approximate the inferente process in the way of human reasoning, which leads to results closer to those obtained by a specialist. For this, their production rules were based on the theory of fuzzy sets, able to model vague concepts typically present in human reasoning. The calculations of operating parameters of the pumping system are made by the API RP 11L method. Based on information input, the system is able to return to the user a set of pumping configurations that meet a given design flow, but without subjecting the selected equipment to an effort beyond that which can bear

Evolutionary multi-move path-relinking for transmission network expansion planning

This paper presents the application of a new metaheuristic algorithm to solve the transmission expansion planning problem. A simple heuristic, using a relaxed network model associated with cost perturbation, is applied to generate a set of high quality initial solutions with different topologies. The population is evolved using a multi-move path-relinking with the objective of finding minimum investment cost for the transmission expansion planning problem employing the DC representation. The algorithm is tested on the southern Brazilian system, obtaining the optimal solution for the system with better performance than similar metaheuristics algorithms applied to the same problem. ©2010 IEEE.

Alocação ótima de reguladores de tensão em sistemas de distribuição de energia elétrica radiais usando uma formulação linear inteira mista. -

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Construção de diagramas de custos para PCH incorporando turbinas de mercado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação técnica e econômica da implantação de sistemas fotovoltaicos no Aeroporto Internacional de Belém

O presente trabalho apresenta uma avaliação técnica e econômica para a instalação de um sistema fotovoltaico conectado à rede (SFCR) para a eletrificação do Aeroporto Internacional Val-de-Cans, localizado na cidade de Belém – Pará - Brasil. Trata-se de da avaliação de implantação de um projeto piloto na Região Norte, onde estuda-se a implantação de um SFCR na cobertura do Terminal Aeroportuário, em uma área de aproximadamente 16.000 m². A avaliação técnica foi realizada com auxílio dos dados meteorológicos e do consumo de energia elétrica referentes ao período de 2011 a 2012, da elaboração de duas opções de projeto de SFCR, sendo a primeira proposta com 191 subsistemas utilizando módulos de silício policristalinos, totalizando uma potência nominal de 2,3 MWp (nas condições padrões) e a segunda proposta com 82 subsistemas utilizando módulos de silício amorfo, totalizando uma potência nominal de 1,04 MWp (nas condições padrões). Na avaliação técnica utilizou-se também um software para simular o desempenho dos sistemas propostos durante um ano, destacando-se a avaliação de perfis de irradiância para um dia ensolarado e outro nublado. A avaliação econômica baseou-se nos projetos elaborados, sendo decisiva na escolha do sistema fotovoltaico mais indicado para a implantação, pois a proposta 1 possui um investimento inicial de R$ 14.970.089,48, estimando-se a redução da energia consumida da concessionária pelo terminal aeroportuário em no máximo 34%, referente ao mês com maior irradiação solar, e em 24% no mês com menor irradiação solar. A proposta 1 se pagará, sem o auxílio de outras fontes contribuintes, em aproximadamente 21 anos. Já a proposta 2 possui um custo de investimento inicial de R$ 10.067.826,13, reduzindo a energia consumida da concessionária pelo terminal aeroportuário em no máximo 15% no mês de maior irradiação solar, e em 11% no mês de menor irradiação solar, contudo, essa proposta não se pagará sem o auxílio de outras fontes contribuintes. Como resultado, pretende-se demonstrar o percentual de redução do consumo de energia elétrica fornecida pela concessionária, além de divulgar esta alternativa energética promissora e contribuir para a preservação do meio ambiente.

Metodologia de análise de risco de investimento em projetos de eficiência energética com aplicação no aproveitamento da biomassa residual do dendê na Amazônia

A promoção das energias renováveis, como estratégias para mitigar as alterações climáticas é um grande desafio mundial, principalmente para países em desenvolvimento como Brasil que busca diversificar sua matriz energética a partir de fontes renováveis, mas possui restrições de custo de investimentos. Neste contexto, são necessárias ferramentas que mensurem os riscos de investimento em projetos de fontes de energia renovável. Este trabalho contribui para o desenvolvimento sustentável da Amazônia através do desenvolvimento de uma metodologia de análise de risco de investimento em projetos de eficiência energética aplicada no aproveitamento da biomassa do dendê. A crescente produção de dendê na região amazônica para geração de produtos alimentícios e biodiesel está gerando um grande volume de biomassa. Verificou-se que a utilização do resíduo da biomassa de dendê para a geração de energia e comercialização no mercado aumenta o seu valor econômico, para tanto se identificou os Critérios e Indicadores (C&I) de sustentabilidade da cadeia do dendê agrupando-os em: econômicos, ambientais, sociais e técnicos. Qualificando e quantificando os riscos que afetam os indicadores identificados. A metodologia desenvolvida foi analisada em três cenários futuros de crescimento econômico para o Brasil que foram construídos balizados nos cenários contidos no Plano Nacional de Energia 2030.

A meta-heurística de busca dispersa aplicada no planejamento da expansão de sistemas de transmissão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Multistage Transmission Expansion Planning Considering Fixed Series Compensation Allocation

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

Clean Coal Technologies Scenario and Evaluation of Present CO2 Dwindling Initiatives to Approach Zero Emission Power Stations By Coal Combustion. Deployment Situation and Evaluation Study

In the present uncertain global context of reaching an equal social stability and steady thriving economy, power demand expected to grow and global electricity generation could nearly double from 2005 to 2030. Fossil fuels will remain a significant contribution on this energy mix up to 2050, with an expected part of around 70% of global and ca. 60% of European electricity generation. Coal will remain a key player. Hence, a direct effect on the considered CO2 emissions business-as-usual scenario is expected, forecasting three times the present CO2 concentration values up to 1,200ppm by the end of this century. Kyoto protocol was the first approach to take global responsibility onto CO2 emissions monitoring and cap targets by 2012 with reference to 1990. Some of principal CO2emitters did not ratify the reduction targets. Although USA and China spur are taking its own actions and parallel reduction measures. More efficient combustion processes comprising less fuel consuming, a significant contribution from the electricity generation sector to a CO2 dwindling concentration levels, might not be sufficient. Carbon Capture and Storage (CCS) technologies have started to gain more importance from the beginning of the decade, with research and funds coming out to drive its come in useful. After first researching projects and initial scale testing, three principal capture processes came out available today with first figures showing up to 90% CO2 removal by its standard applications in coal fired power stations. Regarding last part of CO2 reduction chain, two options could be considered worthy, reusing (EOR & EGR) and storage. The study evaluates the state of the CO2 capture technology development, availability and investment cost of the different technologies, with few operation cost analysis possible at the time. Main findings and the abatement potential for coal applications are presented. DOE, NETL, MIT, European universities and research institutions, key technology enterprises and utilities, and key technology suppliers are the main sources of this study. A vision of the technology deployment is presented.

Planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica considerando questões de confiabilidade e risco

O problema de Planejamento da Expansão de Sistemas de Distribuição (PESD) visa determinar diretrizes para a expansão da rede considerando a crescente demanda dos consumidores. Nesse contexto, as empresas distribuidoras de energia elétrica têm o papel de propor ações no sistema de distribuição com o intuito de adequar o fornecimento da energia aos padrões exigidos pelos órgãos reguladores. Tradicionalmente considera-se apenas a minimização do custo global de investimento de planos de expansão, negligenciando-se questões de confiabilidade e robustez do sistema. Como consequência, os planos de expansão obtidos levam o sistema de distribuição a configurações que são vulneráveis a elevados cortes de carga na ocorrência de contingências na rede. Este trabalho busca a elaboração de uma metodologia para inserir questões de confiabilidade e risco ao problema PESD tradicional, com o intuito de escolher planos de expansão que maximizem a robustez da rede e, consequentemente, atenuar os danos causados pelas contingências no sistema. Formulou-se um modelo multiobjetivo do problema PESD em que se minimizam dois objetivos: o custo global (que incorpora custo de investimento, custo de manutenção, custo de operação e custo de produção de energia) e o risco de implantação de planos de expansão. Para ambos os objetivos, são formulados modelos lineares inteiros mistos que são resolvidos utilizando o solver CPLEX através do software GAMS. Para administrar a busca por soluções ótimas, optou-se por programar em linguagem C++ dois Algoritmos Evolutivos: Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-2 (NSGA2) e Strength Pareto Evolutionary Algorithm-2 (SPEA2). Esses algoritmos mostraram-se eficazes nessa busca, o que foi constatado através de simulações do planejamento da expansão de dois sistemas testes adaptados da literatura. O conjunto de soluções encontradas nas simulações contém planos de expansão com diferentes níveis de custo global e de risco de implantação, destacando a diversidade das soluções propostas. Algumas dessas topologias são ilustradas para se evidenciar suas diferenças.

Projeto Aplicado “Acácias Perfume”

O presente trabalho, visa implementar uma perfumaria na província de Benguela-Angola, e tem como objetivo identificar a relevância da mesma e aferir a viabilidade económica e financeira do negócio. O setor da perfumaria e cosméticos ainda são dos menos competitivos em Benguela, contudo o segmento desta junção apresenta uma enorme margem de progressão, pois a oferta ainda é escassa, e existe uma tendência de se procurar cada vez mais estes produtos. A ideia surgiu devido a presença de uma realidade precária na oferta e procura desses produtos naquela província em geral, para além disso, alia-se o facto de não existir nenhuma perfumaria na zona onde se pretende instalar a perfumaria. Como tal, entendeu-se estar perante uma boa oportunidade de negócio. Os meios financeiros necessários foram de, 70% de capitais próprios e 30% através de empréstimo bancário, a uma taxa de juro anual de 14%. O montante total do financiamento foi de 15 306 060,00 AOA. Com base em estudos científicos, pesquisas de campo, livros, entrevistas a pessoas singulares e coletivas, e um plano financeiro aplicado bem elaborado, obtivemos resultados satisfatórios principalmente se analisarmos os três critérios de avaliação mais preponderantes de um projeto aplicado tais como o valor atual líquido de 617 051 187,75 AOA, taxa interna de rentabilidade de 56,40%, e é expectável que o período de recuperação do investimento seja aproximadamente de 3 anos. Consequentemente, foram utilizadas técnicas estratégicas académicas focadas nas características do mercado que apresentaram boas perspetivas futuras através de uma relação entre a visão do investimento o custo de oportunidade do negócio. Portanto, conclui-se que é um investimento viável, devido a características do mercado e os recursos tangíveis e intangíveis que nele ostentam, bem como as perspetivas futuras de sustentabilidade que a mesma apresenta.