Synchrophasor-Based Islanding Detection for Distributed Generation Systems Using Systematic Principal Component Analysis Approaches

Systematic principal component analysis (PCA) methods are presented in this paper for reliable islanding detection for power systems with significant penetration of distributed generations (DGs), where synchrophasors recorded by Phasor Measurement Units (PMUs) are used for system monitoring. Existing islanding detection methods such as Rate-of-change-of frequency (ROCOF) and Vector Shift are fast for processing local information, however with the growth in installed capacity of DGs, they suffer from several drawbacks. Incumbent genset islanding detection cannot distinguish a system wide disturbance from an islanding event, leading to mal-operation. The problem is even more significant when the grid does not have sufficient inertia to limit frequency divergences in the system fault/stress due to the high penetration of DGs. To tackle such problems, this paper introduces PCA methods for islanding detection. Simple control chart is established for intuitive visualization of the transients. A Recursive PCA (RPCA) scheme is proposed as a reliable extension of the PCA method to reduce the false alarms for time-varying process. To further reduce the computational burden, the approximate linear dependence condition (ALDC) errors are calculated to update the associated PCA model. The proposed PCA and RPCA methods are verified by detecting abnormal transients occurring in the UK utility network.

Analysis of multirate behavior in electronic systems

Esta tese insere-se na área da simulação de circuitos de RF e microondas, e visa o estudo de ferramentas computacionais inovadoras que consigam simular, de forma eficiente, circuitos não lineares e muito heterogéneos, contendo uma estrutura combinada de blocos analógicos de RF e de banda base e blocos digitais, a operar em múltiplas escalas de tempo. Os métodos numéricos propostos nesta tese baseiam-se em estratégias multi-dimensionais, as quais usam múltiplas variáveis temporais definidas em domínios de tempo deformados e não deformados, para lidar, de forma eficaz, com as disparidades existentes entre as diversas escalas de tempo. De modo a poder tirar proveito dos diferentes ritmos de evolução temporal existentes entre correntes e tensões com variação muito rápida (variáveis de estado activas) e correntes e tensões com variação lenta (variáveis de estado latentes), são utilizadas algumas técnicas numéricas avançadas para operar dentro dos espaços multi-dimensionais, como, por exemplo, os algoritmos multi-ritmo de Runge-Kutta, ou o método das linhas. São também apresentadas algumas estratégias de partição dos circuitos, as quais permitem dividir um circuito em sub-circuitos de uma forma completamente automática, em função dos ritmos de evolução das suas variáveis de estado. Para problemas acentuadamente não lineares, são propostos vários métodos inovadores de simulação a operar estritamente no domínio do tempo. Para problemas com não linearidades moderadas é proposto um novo método híbrido frequência-tempo, baseado numa combinação entre a integração passo a passo unidimensional e o método seguidor de envolvente com balanço harmónico. O desempenho dos métodos é testado na simulação de alguns exemplos ilustrativos, com resultados bastante promissores. Uma análise comparativa entre os métodos agora propostos e os métodos actualmente existentes para simulação RF, revela ganhos consideráveis em termos de rapidez de computação.

Analysis, modeling, design and optimization of future communications systems: from theory to practice

Esta tese descreve uma framework de trabalho assente no paradigma multi-camada para analisar, modelar, projectar e optimizar sistemas de comunicação. Nela se explora uma nova perspectiva acerca da camada física que nasce das relações entre a teoria de informação, estimação, métodos probabilísticos, teoria da comunicação e codificação. Esta framework conduz a métodos de projecto para a próxima geração de sistemas de comunicação de alto débito. Além disso, a tese explora várias técnicas de camada de acesso com base na relação entre atraso e débito para o projeto de redes sem fio tolerantes a atrasos. Alguns resultados fundamentais sobre a interação entre a teoria da informação e teoria da estimação conduzem a propostas de um paradigma alternativo para a análise, projecto e optimização de sistemas de comunicação. Com base em estudos sobre a relação entre a informação recíproca e MMSE, a abordagem descrita na tese permite ultrapassar, de forma inovadora, as dificuldades inerentes à optimização das taxas de transmissão de informação confiáveis em sistemas de comunicação, e permite a exploração da atribuição óptima de potência e estruturas óptimas de pre-codificação para diferentes modelos de canal: com fios, sem fios e ópticos. A tese aborda também o problema do atraso, numa tentativa de responder a questões levantadas pela enorme procura de débitos elevados em sistemas de comunicação. Isso é feito através da proposta de novos modelos para sistemas com codificação de rede (network coding) em camadas acima da sua camada física. Em particular, aborda-se a utilização de sistemas de codificação em rede para canais que variam no tempo e são sensíveis a atrasos. Isso foi demonstrado através da proposta de um novo modelo e esquema adaptativo, cujos algoritmos foram aplicados a sistemas sem fios com desvanecimento (fading) complexo, de que são exemplos os sistemas de comunicação via satélite. A tese aborda ainda o uso de sistemas de codificação de rede em cenários de transferência (handover) exigentes. Isso é feito através da proposta de novos modelos de transmissão WiFi IEEE 801.11 MAC, que são comparados com codificação de rede, e que se demonstram possibilitar transferência sem descontinuidades. Pode assim dizer-se que esta tese, através de trabalho de análise e de propostas suportadas por simulações, defende que na concepção de sistemas de comunicação se devem considerar estratégias de transmissão e codificação que sejam não só próximas da capacidade dos canais, mas também tolerantes a atrasos, e que tais estratégias têm de ser concebidas tendo em vista características do canal e a camada física.

Androgens and Mating Systems in Fish: Intra- and Inter-specific Analysis

One of the predictions of the ‘challenge hypothesis’ (Wingfield et al., 1990) is that androgen patterns during the breeding season should vary among species according to the parenting and mating system. Here we assess this prediction of the challenge hypothesis both at the intra- and at the inter-specific level. To test the hypothesis at the inter-specific level, a literature survey on published androgen pat- terns from teleost fish with different mating systems was carried out. The results confirm the predicted effect of mating system on andro- gen levels. To test the hypothesis at an intra-specific level, a species with flexible reproductive strategies (i.e. monogamy vs. polygyny), the Saint Peter’s fish was studied. Polygynous males had higher 11- ketotestosterone levels. However, males implanted with methyl-tes- tosterone did not became polygynous and the variation of the ten- dency to desert their pair mates was better explained by the repro- ductive state of the female partner. This result stresses the point that the effects of behaviour on hormones cannot be considered without respect to the social context.

Using data envelopment analysis to assess the efficiency of social security systems: the case of income protection in old age

As the number of pensioners in Europe rises relative to the number of people in employment, the gap between the contributions and the benefit levels increases, and consequently ensuring adequate pensions on a sustainable basis has become a major challenge. This study aims to explore the potential of using the Data Envelopment Analysis (DEA) technique in order to access the efficiency of the income protection in old age, one of the most important branches of Social Security. To this effect, we collected data from the 27 European Union Member States regarding this branch. Our results show important differences among the Member States and stress the importance of identifying best practices to achieve more adequate, sustainable and modernised pension systems. Our results also highlight the importance of using DEA as a decision support tool for policy makers.

Role of Automated Open Source Systems in the Intelligence Analysis of a High-Level Domain Expert

Automatic Video Analysis for Fisheries Survey Systems

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2015

Regional collaborations and indigenous innovation capabilities in China: A multivariate method for the analysis of regional innovation systems

In this study we analyse the emerging patterns of regional collaboration for innovation projects in China, using official government statistics of 30 Chinese regions. We propose the use of Ordinal Multidimensional Scaling and Cluster analysis as a robust method to study regional innovation systems. Our results show that regional collaborations amongst organisations can be categorised by means of eight dimensions: public versus private organisational mindset; public versus private resources; innovation capacity versus available infrastructures; innovation input (allocated resources) versus innovation output; knowledge production versus knowledge dissemination; and collaborative capacity versus collaboration output. Collaborations which are aimed to generate innovation fell into 4 categories, those related to highly specialised public research institutions, public universities, private firms and governmental intervention. By comparing the representative cases of regions in terms of these four innovation actors, we propose policy measures for improving regional innovation collaboration within China.

Energy efficiency analysis considering the use of an intelligent systems management in a smart home

In this abstract is presented an energy management system included in a SCADA system existent in a intelligent home. The system control the home energy resources according to the players definitions (electricity consumption and comfort levels), the electricity prices variation in real time mode and the DR events proposed by the aggregators.

Multidimensional scaling analysis of fractional systems

This paper investigates the use of multidimensional scaling in the evaluation of fractional system. Several algorithms are analysed based on the time response of the closed loop system under the action of a reference step input signal. Two alternative performance indices, based on the time and frequency domains, are tested. The numerical experiments demonstrate the feasibility of the proposed visualization method.