Distributed Load Control in Multiphase Radial Networks

The current power grid is on the cusp of modernization due to the emergence of distributed generation and controllable loads, as well as renewable energy. On one hand, distributed and renewable generation is volatile and difficult to dispatch. On the other hand, controllable loads provide significant potential for compensating for the uncertainties. In a future grid where there are thousands or millions of controllable loads and a large portion of the generation comes from volatile sources like wind and solar, distributed control that shifts or reduces the power consumption of electric loads in a reliable and economic way would be highly valuable.

Load control needs to be conducted with network awareness. Otherwise, voltage violations and overloading of circuit devices are likely. To model these effects, network power flows and voltages have to be considered explicitly. However, the physical laws that determine power flows and voltages are nonlinear. Furthermore, while distributed generation and controllable loads are mostly located in distribution networks that are multiphase and radial, most of the power flow studies focus on single-phase networks.

This thesis focuses on distributed load control in multiphase radial distribution networks. In particular, we first study distributed load control without considering network constraints, and then consider network-aware distributed load control.

Distributed implementation of load control is the main challenge if network constraints can be ignored. In this case, we first ignore the uncertainties in renewable generation and load arrivals, and propose a distributed load control algorithm, Algorithm 1, that optimally schedules the deferrable loads to shape the net electricity demand. Deferrable loads refer to loads whose total energy consumption is fixed, but energy usage can be shifted over time in response to network conditions. Algorithm 1 is a distributed gradient decent algorithm, and empirically converges to optimal deferrable load schedules within 15 iterations.

We then extend Algorithm 1 to a real-time setup where deferrable loads arrive over time, and only imprecise predictions about future renewable generation and load are available at the time of decision making. The real-time algorithm Algorithm 2 is based on model-predictive control: Algorithm 2 uses updated predictions on renewable generation as the true values, and computes a pseudo load to simulate future deferrable load. The pseudo load consumes 0 power at the current time step, and its total energy consumption equals the expectation of future deferrable load total energy request.

Network constraints, e.g., transformer loading constraints and voltage regulation constraints, bring significant challenge to the load control problem since power flows and voltages are governed by nonlinear physical laws. Remarkably, distribution networks are usually multiphase and radial. Two approaches are explored to overcome this challenge: one based on convex relaxation and the other that seeks a locally optimal load schedule.

To explore the convex relaxation approach, a novel but equivalent power flow model, the branch flow model, is developed, and a semidefinite programming relaxation, called BFM-SDP, is obtained using the branch flow model. BFM-SDP is mathematically equivalent to a standard convex relaxation proposed in the literature, but numerically is much more stable. Empirical studies show that BFM-SDP is numerically exact for the IEEE 13-, 34-, 37-, 123-bus networks and a real-world 2065-bus network, while the standard convex relaxation is numerically exact for only two of these networks.

Theoretical guarantees on the exactness of convex relaxations are provided for two types of networks: single-phase radial alternative-current (AC) networks, and single-phase mesh direct-current (DC) networks. In particular, for single-phase radial AC networks, we prove that a second-order cone program (SOCP) relaxation is exact if voltage upper bounds are not binding; we also modify the optimal load control problem so that its SOCP relaxation is always exact. For single-phase mesh DC networks, we prove that an SOCP relaxation is exact if 1) voltage upper bounds are not binding, or 2) voltage upper bounds are uniform and power injection lower bounds are strictly negative; we also modify the optimal load control problem so that its SOCP relaxation is always exact.

To seek a locally optimal load schedule, a distributed gradient-decent algorithm, Algorithm 9, is proposed. The suboptimality gap of the algorithm is rigorously characterized and close to 0 for practical networks. Furthermore, unlike the convex relaxation approach, Algorithm 9 ensures a feasible solution. The gradients used in Algorithm 9 are estimated based on a linear approximation of the power flow, which is derived with the following assumptions: 1) line losses are negligible; and 2) voltages are reasonably balanced. Both assumptions are satisfied in practical distribution networks. Empirical results show that Algorithm 9 obtains 70+ times speed up over the convex relaxation approach, at the cost of a suboptimality within numerical precision.

Stress and load calculation for unknown building

Not available.

Turbidity and the suspended sediment load of the regulated River Tees

The physical effects of river regulation in the U.K. by impoundments have attracted most attention from hydrologists and engineers concerned with predicting and maintaining discharge regimes for water supply. Grimshaw & Lewin (1980) suggested two basic methods to investigate the effects of regulation on suspended sediment discharge: (i) Compare the river load before and after reservoir construction, and (ii) adopt a paired catchment approach. The former method assumes stationarity of process in the natural system. The latter method, involving selecting two adjacent catchments of similar physical attributes, one regulated and one unregulated, assumes constancy of process spatially. In this report both approaches are adopted to examine the turbidity and suspended sediment concentration regime of the regulated River Tees. Neither approach was entirely satisfactory in the present case. This report examines the discharge and turbidity record consisting of approximately 4000 paired data points, representative of an 11-year post-impoundment period, that has been examined for the River Tees at Broken Scar, Darlington. A small amount of suspended sediment concentration data was also processed: these data are representative of both the pre-impoundment and post-impoundment sediment regime.

Measuring the influence of customer-based store brand equity in the purchase intention

[EN] Store brands account for and important market share in the Spain and a further increase in expected in the next years due to the downturn. However, there is lack of research on store brand customer-based Brand Equity. This study attempts to propose an integrated model of Brand Equity in store or retailer brands, based on Aaker s well-known conceptual model. We propose a consumer-based model, including the main sources or dimensions of Brand Equity and considering the intention to purchase as a consequence. Based on a sample of 362 consumers and 5 store brands, structural equation modeling is used to test research hypotheses. The results obtained reveal that store brand awareness, loyalty along with store brand perceived quality have a significant influence on consumers intention to purchase store brands. Our study suggests that marketers and marketing managers from retailing companies should carefully consider the Brand Equity components when designing their brand strategies, and develop marketing activities in order to enhance their brands awareness.

Impacto de intervenção nutricional no controle dos níveis pressóricos e metabólicos de pacientes hipertensos em acompanhamento na atenção primária de saúde do município de São Luís MA

A hipertensão é uma das principais causas de morbidade e mortalidade no Brasil. Os hipertensos muitas vezes apresentam perfil lipídico e glicidico desfavoráveis. A alimentação pode desempenhar um papel importante na redução da pressão arterial (PA) e no perfil lipídico e controle glicêmico desses pacientes. Avaliar o impacto de uma intervenção nutricional adaptada ao padrão alimentar brasileiro no controle dos níveis pressóricos e metabólico de pacientes hipertensos em acompanhamento em um serviço de atenção primária de saúde do município de São Luís do Maranhão. Metodologia: ensaio clínico randomizado utilizando uma dieta de baixo índice glicêmico combinada ao aumento do consumo de frutas, vegetais, grãos integrais e laticínios desnatados que são os princípios do Dietary Approach to Stop Hypertension (dieta DASH). Foram alocados randomicamente 206 pacientes hipertensos que foram acompanhados por 6 meses. O grupo controle (GC, n=101) recebeu aconselhamento padrão, focado na redução da ingestão de sal. Resultados: Dos 206 pacientes randomizados, 156 (37 homens, 119 mulheres) completaram o estudo. A idade média dos participantes foi de 60,1 (DP 12,9) anos. Após 6 meses, houve redução na média da pressão arterial sistólica (PAS) em 14,4 mmHg e na diastólica (PAD) de 9,7 mmHg no grupo experimental (GE), em comparação a 6,7 mmHg e 4,6 mmHg, respectivamente, no GC. Após o ajuste para mudança de peso corporal, PA na linha de base e idade, essas diferenças entre os grupos foram de aproximadamente 9,2 mmHg e 6,2 mmHg, respectivamente. Ocorreram tambem variações estatisticamente significantes na excreção urinária de sódio, reduzida em 43,4 mEq/24 h no GE, bem como o colesterol total (-46.6mg/dl) , LDL colesterol (-42.5mg/dl), triglicérides (-31.3mg/dl), glicemia de jejum (-9.6mg/dl ) e hemoglobina glicada (-0,1%). O consumo alimentar modificou-se no GE com aumento do consumo de vegetais, passando de 2,97 para 5,85 ; frutas (4,09-7,18); feijão (1,94-3,13) e peixes (1,80 para 2,74). Modificações importantes relacionadas à redução significativa de carboidratos, teor lipídico e carga glicêmica da dieta, foram observadas. Conclusão: Este estudo mostrou a viabilidade e a eficácia de uma abordagem dietética com base no padrão alimentar brasileiro, na redução da PA e parâmetros bioquímicos inadequados, podendo causar um grande impacto na saúde pública.

Avaliação da presença de mutações de resistência no gene da NS5B e do prognóstico da infecção pelo HCV através da IL-28B em pacientes monoinfectados com HCV no RJ

Estima-se que a prevalência global da população mundial com hepatite C é de 3%. Pouco se sabe sobre a resposta ao tratamento com respeito à resistência viral. Algumas mutações no fragmento de 109 aminoácidos da NS5B são associadas com resistência ao interferon (IFN) e ribavirina (RBV). Estudos moleculares e clínicos identificaram fatores associados com o hospedeiro e vírus relacionados associada com a resposta ao tratamento, tal como o gene que codifica a IL-28B. Este estudo foi dividido em duas fases, cujos objetivos foram caracterizar a frequência de mutações que conferem resistência ao HCV e avaliar a relevância das mutações em pacientes Respondedores (R) ou Não Respondedores (NR) ao tratamento e caracterizar geneticamente as populações sobre polimorfismos genéticos nos SNPs da IL-28B em relação ao prognóstico da resposta ao tratamento. As amostras dos pacientes foram submetidas a testes de genotipagem e carga viral. As sequências geradas foram comparadas no BLAST e no banco de dados Los Alamos HCV. Realizamos o alinhamento das sequências homólogas e as mutações identificadas. Com base no genótipo e carga viral determinamos a classificação dos pacientes de acordo com a resposta à terapia. O DNA genômico foi isolado a partir de sangue periférico para a realização da tipagem de SNPs de IL-28B. A metodologia utilizada foi de PCR em tempo real utilizando sondas TaqMan SNP específico. A análise dos dados foi realizada utilizando GraphPad Prism com qui-quadrado, risco relativo (RR), Odds Ratio (OR) e intervalo de confiança de 95%, com um nível de significância de P <0,05. Foi encontrado na primeira fase deste estudo uma taxa significativa mutações associadas ao tratamento nas amostras estudadas. A prevalência de mutações associadas à resistência ao IFN e RBV bem como a novos medicamentos antivirais localizados no fragmento de 109 aminoácidos da NS5B foi examinado em 69 indivíduos infectados naïve no Rio de Janeiro, Brasil. Na segunda fase, as mutações foram clinicamente relevantes. Desde então, procuramos observar as diferenças entre melhor ou pior prognóstico de acordo com a imunogenética que mostrou diferenciação entre os grupos R e NR ao tratamento em relação ao prognóstico da resposta terapêutica. Quando as diferenças entre as sequências da NS5B e a resposta ao tratamento foram consideradas verificou-se que associada a mutação R254K, estava a C316N que poderia conduzir a uma não resposta à terapia no genótipo 1b. Os nossos dados também suportaram forte associação de IL-28B rs12979860, com elevada probabilidade de resposta à terapia de IFN + RBV. Nossos dados evidenciam a presença de pacientes virgens de tratamento que abrigam mutações de resistência previamente descritas na literatura. A análise dos fatores preditores de resposta virológica mostrou que a predição de boa resposta ou não ao tratamento e ainda da progressão da doença é dependente de uma importante interação entre a genética viral e a do hospedeiro. Fato este importante para que no momento de avaliação de diagnóstico e conduta terapêutica, o médico possa tomar medidas apropriadas para o tratamento de cada paciente individualmente independentemente do genótipo do HCV em questão.

Fish and fisheries in the Sesan River Basin: catchment baseline, fisheries section

The present report was prepared for the Water and Food Challenge Program project “Optimizing the management of a cascade of reservoirs at the catchment level” (MK3). It constitutes the baseline assessment of fish and fisheries in the Sesan River Basin. The objective of the MK3 project is to contribute knowledge and recommendations so that cascades of reservoirs corresponding to hydropower dams in the Mekong Basin are managed in ways that are more fair and equitable for all water users. This project seeks to understand at the catchment scale the cumulative upstream and downstream consequences of management decisions taken for multiple reservoirs. Revised rules for water storage infrastructure management will in particular take into account fisheries and agricultural potential as well as hydropower gen

Baseline biochemical and genetic profiles of four fishes from the River Nile

Six enzyme systems coding for 10 loci and 6 proteins were examined in the blood of Polypterus senegalus, Clarias lazera, Tilapia nilotica and Protopterus annectens, using electrophoresis. Six loci were polymorphic in all the four species, three polymorphic in three species and one polymorphic in T. nilotica. Four protein loci were monomorphic in all the four species with variants in P. senegalus and T. nilotica. Haemoglobin can be used as a species-specific marker. Polymorphism was 53-56 per cent and average heterozygosity was 0.1-0.15.

Influência das alterações imunes em gestantes infectadas pelo HIV-1 no perfil funcional das células T de neonatos não infectados

O número de mulheres jovens infectadas pelo HIV-1 vem crescendo desde o início da epidemia da aids, principalmente nos países em desenvolvimento, onde a frequência de gravidez é elevada. O desenvolvimento de estratégias para evitar a transmissão vertical tem aumentado o número de recém-nascidos não infectados nascidos de gestantes portadora do vírus. O objetivo da presente tese foi avaliar, in vivo e in vitro, o perfil de citocinas de neonatos não infectados, porém nascidos de mulheres infectadas pelo HIV-1. Os resultados demonstraram elevados níveis de citocinas pró-inflamatórias relacionadas ao fenótipo Th17, associadas à baixa produção de IL-10, tanto nos plasmas quanto nos sobrenadantes das culturas de células T ativadas obtidas do sangue do cordão umbilical de neonatos nascidos de gestantes infectadas pelo HIV-1 com cargas virais plasmáticas(PVL) detectáveis. De modo interessante, um perfil similar pró-inflamatório foi observado em amostras de sangue periférico de suas respectivas mães. Por outro lado, níveis elevados de IL-10, associados à reduzida produção de citocinas inflamatórias, foram dosados no sangue e nos sobrenadantes das culturas de células T ativadas de gestantes que controlavam a PVL, assim como de seus neonatos. Com relação à caracterização fenotípica das células T maternas produtoras de IL-10, a análise por citometria de fluxo demonstrou que essa citocina é majoritariamente produzida por células T CD4+Foxp3-. Curiosamente, a replicação viral in vitro do HIV-1 foi inferior nas culturas das gestantes infectadas pelo HIV-1 e foi relacionada aos efeitos inibitórios da IL-10 sobre a produção de TNF-α. Por fim, os neonatos não infectados expostosin utero à terapia antirretroviral (ART) apresentaram um menor peso ao nascer, e este achado foi inversamente correlacionado com os níveis periféricos maternos de TNF-α. Em conclusão, nossos achados sugerem que gestantes que conseguem controlar a PVL, e o incremento na produção de IL-10 materna possam favorecer a expansão das células Tr-1, as quais podem auxiliar em reduzir o risco de transmissão vertical do HIV-1 por reduzir a taxa de replicação viral. Por outro lado, outros resultados também apresentados aqui, apesar de preliminares, revelaram efeitos adversos da replicação viral e da ART em gestantes infectadas pelo HIV-1 no desenvolvimento funcional das células T de neonatos não infectados. Esses dados podem ajudar a explicar por que algumas dessas crianças apresentam elevado risco à morbidade e mortalidade devido a um estado basal de hipersensibilidade patológica.