Gain Scheduling Control of an Islanded Microgrid Voltage

The aim of this research study has been to design a gain scheduling (GS) digital controller in order to control the voltage of an islanded microgrid in the presence of fast varying loads (FVLs), and to compare it to a robust controller. The inverter which feeds the microgrid is connected to it through an inductance-capacitor-inductance (LCL) filter. The oscillatory and nonlinear behaviour of the plant is analyzed in the whole operating zone. Afterwards, the design of the controllers which contain two loops in cascade are described. The first loop concerns the current control, while the second is linked to the voltage regulation. Two controllers, one defined as Robust and another one as GS controller, are designed for the two loops, emphasizing in their robustness and their ability to damp the oscillatory plant behaviour. To finish, some simulations are carried out to study and compare the two kinds of controllers in different operating points. The results show that both controllers damp the oscillatory behaviour of the plant in closed loop (CL), and that the GS controller ensures a better rejection of current disturbances from FVLs.

A Novel Scheduling Index Rule Proposal for QoE Maximization in Wireless Networks

This paper deals with the resource allocation problem aimed at maximizing users' perception of quality in wireless channels with time-varying capacity. First of all, we model the subjective quality-aware scheduling problem in the framework of Markovian decision processes. Then, given that the obtaining of the optimal solution of this model is unachievable, we propose a simple scheduling index rule with closed-form expression by using a methodology based on Whittle approach. Finally, we analyze the performance of the achieved scheduling proposal in several relevant scenarios, concluding that it outperforms the most popular existing resource allocation strategies.

Desenvolvimento de técnicas de otimização da programação das limpezas de redes de trocadores de calor

Trocadores de calor são equipamentos muito utilizados na indústria de processos com o objetivo de modificar a temperatura e/ou o estado físico de correntes materiais. Uma rede de trocadores de calor pode ser definida como um grupo de trocadores de calor interligados, a fim de reduzir as necessidades de energia de um sistema. No entanto, durante a operação de uma rede, a eficiência térmica dos trocadores de calor diminui devido à deposição. Esse efeito promove o aumento dos custos de combustível e das emissões de carbono. Uma alternativa para mitigar este problema baseia-se no estabelecimento de uma programação das limpezas dos trocadores de calor durante a operação de rede. Este tipo de abordagem ocasiona uma situação na qual ocorre um conflito de escolha: a limpeza de um trocador de calor pode recuperar a sua eficiência térmica, mas implica custos adicionais, tais como, mão-de-obra, produtos químicos, etc. Além disso, durante a limpeza, o trocador de calor tem de ser contornado por uma corrente de by-pass, o que aumenta temporariamente o consumo de energia. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo explorar diferentes técnicas de otimização envolvendo métodos estocásticos e heurísticos. Com este objetivo foi desenvolvido um conjunto de códigos computacionais integrados que envolvem a simulação pseudo-estacionária do comportamento da rede relacionado com incrustações e a otimização da programação das limpezas deste tipo de sistema. A solução do problema indica os períodos de tempo para a limpeza de cada trocador de calor. Na abordagem estocástica empregada, os parâmetros do algoritmo genético, como probabilidade de crossover e probabilidade de mutação, foram calibrados para o presente problema. A abordagem heurística desenvolvida se deu através da sequência do conjunto de movimentos zero, um e dois. De forma alternativa, desenvolveu-se a metodologia heurística recursiva na qual os conjuntos de movimentos um e dois foram empregados recursivamente. Também foi desenvolvida a abordagem híbrida que consistiu em diferentes combinações da metodologia estocástica e heurística. A análise comparativa entre as metodologias empregadas teve como objetivo avaliar a abordagem mais adequada para o presente problema da programação das limpezas em termos de função objetivo e esforço computacional. O desempenho da abordagem proposta foi explorado através de uma série de exemplos, incluindo uma refinaria real brasileira. Os resultados foram promissores, indicando que as técnicas de otimização analisadas neste trabalho podem ser abordagens interessantes para operações que envolvam redes de trocadores de calor. Dentre as abordagens de otimização analisadas, a metodologia heurística desenvolvida no presente trabalho apresentou os melhores resultados se mostrando competitiva frente às abordagens comparadas da literatura