Space vector based modulation scheme for reducing capacitor RMS current in three-level diode-clamped inverter

The DC capacitor is an important component in a voltage source inverter.The RMS current flowing through the capacitor determines the capacitor size and losses. The losses, in turn, influence the capacitor life. This paper proposes a space vector based modulation strategy for reducing the capacitor RMS current in a three-level diode-clamped inverter. An analytical closed-form expression is derived for the DC capacitor RMS current with the proposed PWM strategy. The analytical expression is validated through simulations and also experimentally. Theoretical and experimental results are presented, comparing the proposed strategy with conventional space vector PWM (CSVPWM). It is shown that the proposed strategy reduces the capacitor RMS current significantly at high modulation indices and high power factors. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

A critical review of the definition of FRA resonance frequency of transformers as per IEEE Std C57.149-2012

The explanation of resonance given in IEEE Std C57.149-2012 to define resonance during frequency response analysis (FRA) measurements on transformers implicitly uses the conditions prevalent during resonance in a series R-L-C circuit. This dependence is evident from the two assertions made in the definition, viz., resulting in zero net reactive impedance, and, accompanied by a zero value appearing in the phase angle of the frequency response function. These two conditions are satisfied (at resonance) only in a series R-L-C circuit and certainly not in a transformer, as has been assumed in the Standard. This can be proved by considering a ladder-network model. Circuit analysis of this ladder network reveals the origin of this fallacy and proves that, at resonance, neither is the ladder network purely resistive and nor is the phase angle (between input voltage and input current) always zero. Also, during FRA measurements, it is often seen that phase angle does not traverse the conventional cyclic path from +90 degrees to -90 degrees (or vice versa) at all resonant frequencies. This peculiar feature can also be explained using pole-zero maps. Simple derivations, simulations and experimental results on an actual winding are presented. In summary, authors believe that this study dispels existing misconceptions about definition of FRA resonance and provides material for its correction in IEEE Std C57.149-2012. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Protection of Digital Telecom Exchanges Against Lightning Surges and Earth Faults

Low-power electronic devices used in digital telecom exchanges are vulnerable to surge voltages and currents primarily originating from natural lightning or due to the direct interactions between electric power and telecommunication lines, etc., causing the earth/ground potential rise, neutral potential rise, and faults in the system. The fault currents may flow directly to telecom lines or through the equipment to the customer's premises, causing adequate damage to the equipment and personnel safety. In wireline applications, analog or digital, central office, exchanges, and subscriber sides have to be protected. Decisive protection and protective methods have to be employed for proper functioning of the equipment under overvoltage/overcurrent conditions. Current investigation reports some interesting results obtained on the recently developed high-voltage high-current protection cards used in digital telecom exchanges. The performances of protection cards both for the ring wave and hybrid wave surges are evaluated and presented. The surge generators required for the investigation are developed and fabricated in house as per the relevant telecom standards.

A Synoptic View of a Coastal Plain Estuary.

During October, 1972 the Patuxent River Estuary was monitored intensively and synoptically over two tidal cycles to determine the spatial and temporal patterns of various hydrodynamic, chemical and biological features. Forty-one depths at eleven stations along nine transects were sampled simultaneously at hourly intervals for salinity, temperature, dissolved oxygen, chlorohyll a, particulate nitrogen, nitrate, nitrite, total kjeldahl nitrogen, ammonia, particulate carbohydrate, dissolved organic carbon, total hydrolizable phosphorous, dissolved inorganic phosphorous, suspended sediment, particle size distribution, and zooplankton. Tidal velocity was continuously monitored at each depth by recording current meters. Riverine input and meteorological conditions were relatively stable for two weeks preceeding the deployment. This communication describes the calculation of the intrinsic rates of change of the observed variables from their measured distributions in the Estuary. The steady-state, one-dimensional equation of species continuity is employed to separate the advection and tidal dispersion of a hydrodynamically passive substance frbm its intrinsic rate of change at point. A new spatial transform is introduced for the purpose of interpolation and extrapolation of data.The intrinsic rate of change profiles reveal a region of heavy bloom activity in the upper estuary and a secondary bloom near the point in the River that most of the suspended material settles out. The changes in ammonia and nitrates are highly correlated to the productivity patterns. Phosphorous rates are less closely correlated to productivity. The perturbations that the Chalk Point steam electric power plant have on the heat and oxygen balances are easily discernible.

Commercial pond fish culture using waste water

Waste water from some National Electric Power Authority (NEPA) housing units in Nigeria was fed to a 0.4 ha pond which was stocked with 2,200 Sarotherodon galilaeus fingerlings with a mean weight of about 36.0gm and 1000 Cyprinus carpio fingerlings with a mean weight of 10gm. This yielded after 10 months, over 2300 kg of harvestable fish plus over 20,000 Sarotherodon galilaeus fingerlings. The growth rate of C. carpio was not very encouraging possibly because of the type of plankton that colonised the pond. The S. galilaeus became stunted because of overpopulation as there were no carnivores to control their excessive breeding. The physico-chemical parameters were favourable for the growth of fish food organisms

Energías renovables en edificación: aplicación al abastecimiento de energía eléctrica y climatización

[ES]Este documento tiene el objeto de presentar el uso de las energías renovables en la edificación actual, para ello se analizaran las energías que hay en el mercado, sus beneficios y sus posibles aplicaciones en viviendas, naves industriales, polideportivos, centro comerciales, etc. Para lograr alcanzar todas estas competencias se hará mayor hincapié en el uso de estas nuevas tecnologías en abastecimientos de energía eléctrica y climatización, teniendo en cuenta que no todas las energías renovables son aplicables a la edificación y que no todas las energías tienen las mismas utilidades. El trabajo se lleva a cabo dentro de los trabajos de fin de grado de la escuela técnica superior de ingeniería de Bilbao (ETSIB), más concretamente se refiere al trabajo tipo TFG.3. El trabajo también consta de los apartados descargo de costes y planificación, donde se analiza el desglose de los gastos empleados para la realización de esta memoria y el tiempo elaboración para el mismo. Para concluir es añaden anexos, en los cuales se explican varias de las Normas que se manejan en la actualidad y también se incluyen algunos catálogos de productos comerciales y sus dispositivos para colocar en el edificio.

Sistemas fotovoltaicos integrados ao perfil de uso da edificação

Nos últimos anos, o consumo de energia vem crescendo mundialmente nos grandes centros urbanos, e esforços na área de eficiência energética estão sendo implantados, a fim de reduzir o consumo no horário da ponta e interrupções da rede. O aproveitamento das fontes renováveis, como o fotovoltaico em uma edificação se torna um atrativo a mais para a matriz energética num momento em que o país prima pela universalização dos serviços de energia e a classificação de edifícios comerciais, de serviço e públicos, além dos residenciais quanto à eficiência energética através do Procel Edifica (RTQ-C e RTQ-R). Os sistemas fotovoltaicos podem configurar perfis de uso nas edificações de modo a gerar energia para consumo próprio ou ligado à rede e ainda ter influência na arquitetura do prédio com revestimento: os perfis podem está em telhados, fachadas ou janelas, amenizando em alguns casos a carga térmica no prédio com sombreamento arquitetônico. Hoje, com o avanço da tecnologia no setor de armazenagem é possível, o atendimento com segurança e eficiência a uma edificação ou direcionar esta armazenagem a uma demanda específica como o atendimento à demanda de ciclo profundo, tais como, iluminação externa e recarga de veículos elétricos. Partindo da premissa de sistemas interruptos de energia, UPS, uso de fonte secundária como FV, baterias e Flywheel é apresentado uma forma de melhor gerenciar a energia armazenada, podendo estender a vida útil da bateria e conseqüentemente de todo o sistema fotovoltaico na edificação. Esta forma de armazenar energia proporciona um serviço de uso contínuo sem percepção das interrupções da rede com garantia de 20 anos, tal qual o módulo fotovoltaico, com esta proposta as perdas de energia elétrica na edificação serão atenuadas, pois a eletricidade será utilizada de forma eficiente e inteligente. O ponto de partida do estudo de caso no prédio do IBAM são os sistemas fotovoltaicos com geração distribuída (mini-redes) conectados à rede que são instalados para fornecer energia ao consumidor, complementando a quantidade de energia demandada, caso haja algum aumento do consumo de energia na edificação, ou ainda utilizar o sistema fotovoltaico na hora da ponta e interrupções do sistema da rede no período fora da ponta. A estocagem inercial por meio do Flywheel tem um papel fundamental nesta mini-rede (Flywheel, bateria VRLA, UPS, inversor e STS), pois a sua utilização pode ser apontada como uma inovação tecnológica quanto à regulação de tensão no sistema de energia elétrica, além de preparar a edificação para o smart-grid. Esta configuração de acumulação de energia permitiu a analise do deslocamento desta energia armazenada para o consumo no horário de ponta, mudando o conceito de sistemas fotovoltaicos autônomos no meio urbano e rural no país. Este conceito de armazenagem se confirma então como um aporte na eficiência de energia na edificação, podendo carrear economia de energia substancial, além de proporcionar uma confiabilidade no serviço de energia, com um baixo retorno do investimento e com uma garantia de funcionamento com pequena ou nenhuma manutenção durante o período de vida de 20 anos.

Um Sistema de Informações Geográficas para Gestão de Energia Elétrica Móvel - SIGGENELM

Um problema que as empresas distribuidoras de energia elétrica convivem são as quedas repentinas no fornecimento, causando inúmeros prejuízos tanto para essas empresas quanto para seus consumidores. Essa dissertação apresentará uma ferramenta que utilizará conhecimentos de sistemas de informações geográficas junto com o uso de inferência nebulosa para orientar a disposição de veículos híbridos (elétricos e à combustão) que podem operar como mini-usinas elétricas no abastecimento de localidades que esteja necessitando de energia em um determinado momento. Para isso, será levantada uma base de dados com características dos veículos híbridos e locais necessitados, dados esses que alimentarão um sistema nebuloso agregado à ferramenta MapServer e a um SIG (Sistema de Informações Geográficas) para, dessa forma, mostrar como saída do sistema qual veículo estará mais apto naquele instante para abastecer o local da demanda de energia.

Detecção e classificação de VTCDs em sistemas de distribuição de energia elétrica usando redes neurais artificiais.

O objetivo deste trabalho é conhecer e compreender melhor os imprevistos no fornecimento de energia elétrica, quando ocorrem as variações de tensão de curta duração (VTCD). O banco de dados necessário para os diagnósticos das faltas foi obtido através de simulações de um modelo de alimentador radial através do software PSCAD/EMTDC. Este trabalho utiliza um Phase-Locked Loop (PLL) com o intuito de detectar VTCDs e realizar a estimativa automática da frequência, do ângulo de fase e da amplitude das tensões e correntes da rede elétrica. Nesta pesquisa, desenvolveram-se duas redes neurais artificiais: uma para identificar e outra para localizar as VTCDs ocorridas no sistema de distribuição de energia elétrica. A técnica aqui proposta aplica-se a alimentadores trifásicos com cargas desequilibradas, que podem possuir ramais laterais trifásicos, bifásicos e monofásicos. No desenvolvimento da mesma, considera-se que há disponibilidade de medições de tensões e correntes no nó inicial do alimentador e também em alguns pontos esparsos ao longo do alimentador de distribuição. Os desempenhos das arquiteturas das redes neurais foram satisfatórios e demonstram a viabilidade das RNAs na obtenção das generalizações que habilitam o sistema para realizar a classificação de curtos-circuitos.

Análisis de emplazamiento de un parque eólico en la parte peninsular española.

[ES]El objetivo de este trabajo fin de grado es analizar el recurso eólico presente en la parte peninsular español y diseñar un parque eólico en el que se considere el emplazamiento más óptimo. Para ello se analizan mapas de vientos, mapas de espacios protegidos, mapas de batimetría y de disposición del medio marino. Tras ello se concluye que ese punto óptimo se encuentra en la costa de Cádiz, cercana al Cabo de Trafalgar. En ese punto se diseña un parque eólico offshore. Adicionalmente, se calcula la generación de energía eléctrica anual en ese parque y se realiza su correspondiente planificación y análisis económico.

Equilibrio de Cournot en el mercado eléctrico.

(EN) My project is about the Cournot equilibrium in the electric power market. The differences in this situacion depend on the number of the firms in the market.

Análise Comparativa de Conversores do Sistema Monofásico para o Sistema Trifásico com Número Reduzido de Componentes.

Este trabalho apresenta o estudo comparativo do desempenho de três topologias de conversores do sistema monofásico para o sistema trifásico com número reduzido de componentes, para o acionamento de um motor de indução do tipo rotor gaiola de esquilo. O funcionamento de cada topologia é descrito e simulado digitalmente. O desempenho desses conversores é avaliado em diferentes modos de operação, com sequência de fase positiva ou negativa, com ênfase na qualidade de energia em termos de redução da distorção harmônica total e da melhoria do fator de potência na fonte. Com vistas à redução de custos, foi desenvolvido um protótipo experimental baseado no uso de módulo integrado de chaves semicondutoras de potência e de um microcontrolador de baixo custo. Os resultados experimentais se equiparam aos resultados obtidos por simulação.

Potencial de energia solar e de geração com sistemas fotovoltaicos conectados à rede em Moçambique.

A energia solar fotovoltaica é uma alternativa de energia limpa que está se tornando uma importante opção para se utilizar eletricidade em regiões desprovidas de energia elétrica. Um estudo das condições energéticas da região através de consulta às concessionárias de energia elétrica (Eletricidade de Moçambique - EDM no caso de Moçambique) e do Ministério de Energia do Governo, são fontes importantes de dados para se conhecer o cenário energético de cada região. Outra fonte de dados importante para se estimar o potencial de geração de energia solar fotovoltaico sãoos indices de irradiação da região. Estes podemser obtidos através do órgão meteorológico da região (INAM no caso de Moçambique) que forneceesses dados para as principais cidades através de suas estações meteorológicas espalhadas na região. Laboratórios de pesquisa internacionais sãooutra importante fonte de dados solarimétricos, pois utilizam satélites capazes de cobrir todo globo terrestre e os dados obtidos são publicados e permitem, a partir das coordenadas do local, identificar a irradiação solar em diversos locais do mundo. Os dados desses laboratórios podem ser comparados com dados de órgãos oficiais da região. Utilizando o banco de dados solarimétricospode-se calcular o potencial fotovoltaico de geração de energia de cada localização e também definir qual região seria mais propícia a utilização de energiasolar fotovoltaica conectada à rede.