Microprocessor-based algorithm for symmetrical-components calculation

This letter presents a microprocessor-based algorithm for calculating symmetrical components from the distorted transient voltage and current signals in a power system. The fundamental frequency components of the 3-phase signals are first extracted using an algorithm based on Haar functions and then "symmetrical-component transformation is applied to obtain the sequence components. The algorithm presented is computationally efficient and fast. This algorithm is better suited for application in microprocessor-based protection schemes of synchronous and induction machines.

Novel algorithm for online voltage stability assessment based on feed forward neural network

This paper presents an artificial feed forward neural network (FFNN) approach for the assessment of power system voltage stability. A novel approach based on the input-output relation between real and reactive power, as well as voltage vectors for generators and load buses is used to train the neural net (NN). The input properties of the feed forward network are generated from offline training data with various simulated loading conditions using a conventional voltage stability algorithm based on the L-index. The neural network is trained for the L-index output as the target vector for each of the system loads. Two separate trained NN, corresponding to normal loading and contingency, are investigated on the 367 node practical power system network. The performance of the trained artificial neural network (ANN) is also investigated on the system under various voltage stability assessment conditions. As compared to the computationally intensive benchmark conventional software, near accurate results in the value of L-index and thus the voltage profile were obtained. Proposed algorithm is fast, robust and accurate and can be used online for predicting the L-indices of all the power system buses. The proposed ANN approach is also shown to be effective and computationally feasible in voltage stability assessment as well as potential enhancements within an overall energy management system in order to determining local and global stability indices

A novel index for identification of weak nodes for reactive compensation to improve voltage stability

In this study, a new reactive power loss index (RPLI) is proposed for identification of weak buses in the system. This index is further used for determining the optimal locations for placement of reactive compensation devices in the power system for additional voltage support. The new index is computed from the reactive power support and loss allocation algorithm using Y-bus method for the system under intact condition and as well as critical/severe network contingencies cases. Fuzzy logic approach is used to select the important and critical/severe line contingencies from the contingency list. The inherent characteristics of the reactive power in system operation is properly addressed while determining the reactive power loss allocation to load buses. The proposed index is tested on sample 10-bus equivalent system and 72-bus practical equivalent system of Indian southern region power grid. The validation of the weak buses identification from the proposed index with that from other existing methods in the literature is carried out to demonstrate the effectiveness of the proposed index. Simulation results show that the identification of weak buses in the system from the new RPLI is completely non-iterative, thus requires minimal computational efforts as compared with other existing methods in the literature.

A Model For Residential Adoption of Photovoltaic Systems

The rapid rise in the residential photo voltaic (PV) adoptions in the past half decade has created a need in the electricity industry for a widely-accessible model that estimates PV adoption based on a combination of different business and policy decisions. This work analyzes historical adoption patterns and finds fiscal savings to be the single most important factor in PV adoption, with significantly greater predictive power compared to all other socioeconomic factors including income and education. We can create an application available on Google App Engine (GAE) based on our findings that allows all stakeholders including policymakers, power system researchers and regulators to study the complex and coupled relationship between PV adoption, utility economics and grid sustainability. The application allows users to experiment with different customer demographics, tier structures and subsidies, hence allowing them to tailor the application to the geographic region they are studying. This study then demonstrates the different type of analyses possible with the application by studying the relative impact of different policies regarding tier structures, fixed charges and PV prices on PV adoption.

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.

Da exclusão a participação internacional na área espacial: o programa de satélites sino-brasileiro como instrumento de poder e desenvolvimento (1999-2009)

A presente dissertação tem como objetivo analisar os ganhos geopolíticos do programa sino-brasileiro de satélites de recursos terrestres (CBERS). O codesenvolvimento pelo Brasil e pela China de uma série de satélites de sensoriamento remoto elevou a capacidade de ambos os países de ampliar os meios para zelar pela soberania sobre seus territórios nacionais. Esse programa de cooperação Sul-Sul também impactou positivamente no desenvolvimento desses países, à medida que possibilitou a execução de políticas públicas mais eficazes para áreas de difícil acesso como o deserto de Gobi na China e a floresta amazônica no Brasil. Além disso, o desenvolvimento e lançamento exitoso dos satélites da família CBERS também auferiu ganhos políticos no âmbito internacional. De fato, a aquisição dessa tecnologia permitiu ao Brasil e a China uma atuação mais proativa nos regimes internacionais relacionados ao espaço exterior, como COPUOS, CEOS e GEO/GEOSS. Ela também ensejou a realização de uma política de vanguarda de distribuição de imagens, baseada na premissa de que os dados geoespaciais são bens públicos globais. Esse entendimento levou, enfim, à realização de uma política de distribuição gratuita de imagens CBERS, primeiramente para os territórios nacionais do Brasil e da China e, posteriormente para países da América do Sul e para todo continente africano, culminando, em 2010, com sua globalização. Desse modo, o presente trabalho visa analisar se a aquisição da tecnologia de sensoriamento remoto via satélite efetivamente facultou ao Brasil e a China uma maior capacidade de influência no sistema internacional de poder e, igualmente, se há relação entre o programa CBERS e as políticas externas do Brasil e da China, principalmente no que tange à promoção da cooperação Sul-Sul na política externa solidária do governo Lula e ao conceito de mundo harmonioso da diplomacia chinesa.

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.

Modificación del sistema energético de la unidad móvil de donantes de osakidetza (CVTT)

[ES]Hoy en día los vehículos usados en la extracción de sangre utilizan un motor de combustión interna, no solamente para sus desplazamientos, sino también para generar electricidad con la que poder utilizar todos los aparatos del interior. Como consecuencia, el autobús es una fuente importante de ruidos y contaminación, ya que el motor diesel está funcionando durante las largas paradas en las que se realiza dicha actividad. El objetivo del proyecto es diseñar un sistema innovador basado en pilas de combustible que sirva para alimentar todos los equipos y dispositivos, evitando el ruido, las vibraciones y los gases contaminantes. Para ello y en primer lugar, será necesario estimar el consumo total del autobús. Tras esto, también se tomarán una serie de decisiones con el fin de mejorar la eficiencia energética del autobús. Finalmente, se hará un diseño del sistema energético, el cual debe incluir una pila de combustible, junto con todos sus sistemas asociados, y todas las especificaciones.

Control de frecuencia en parques eólicos.

[ES]de generación convencional basada en grandes centrales de generación térmica por lo que es necesaria la contribución de este tipo de generación en el mantenimiento de las magnitudes básicas del sistema. El objetivo del T.F.G, será analizar el impacto de la generación eólica en la frecuencia del sistema, así como las diferentes propuestas para que este tipo de generación participe en el control de frecuencia. En primer lugar se describen los aspectos técnicos de la generación eólica. A continuación se analiza el control de frecuencia y se examinan diferentes mecanismos de contribución de la generación eólica al control de frecuencia. Finalmente se realizará un ejemplo práctico mediante el programa de simulación Matlab/Simulink con objeto de analizar de forma simplificada el comportamiento de control de frecuencia en sistemas eléctricos con generación eólica.

Proposta de um otimizador para rastreamento do ponto de máxima potência de um conjunto de painéis solares conectados em um sistema híbrido de energia.

Este trabalho apresenta o projeto e os algoritmos de controle, de um sistema de geração de energia híbrido. Este sistema é formado por conversores de potência conectados em Back-to-Back associados a um arranjo solar fotovoltaico, que por sua vez é conectado no lado CC dos conversores. Em relação ao sistema de geração fotovoltaico, a contribuição consiste no desenvolvimento de cinco algoritmos para determinar o ponto de máxima potência (MPP) do arranjo fotovoltaico. O primeiro algoritmo consiste em uma versão modificada do algoritmo de Perturbar e Observar (PeO); o segundo algoritmo proposto é baseado no método do gradiente (MG); e o terceiro é baseado na otimização do MG (MGO). Porém, são desenvolvidos algoritmos híbridos que combinam rede neural com o método PeO, e rede neural com o algoritmo MGO. O sistema foi desenvolvido e simulado utilizando o Matlab/Simulink, e os resultados de simulação são apresentados com objetivo da avaliar o comportamento do sistema e a resposta dos diferentes algoritmos. Esta resposta foi avaliada para condições transitórias e de regime permanente, considerando diferentes requisitos de consumo na carga, irradiância e temperatura.

A novel vector control approach for Single Phase Brushless Doubly Fed Machine

This paper proposed a novel control scheme for operating the Single Phase Brushless Doubly-Fed Machine (SPB) based on Stator-Flux-Oriented control algorithm. The SPB is a new type of Brushless Doubly-Fed Machine (BDFM) which shows a potential in applications which require adjustable speed such as Wind Power generation and speed adjustable Drive. The SPB can be applied to single-phase power system and the lower cost of the SPB makes the SPB suitable for low-rated power conversion applications. This paper develops the control scheme of the SPB with explicit mathematical analysis and block diagram of the controller. Experimental verification is also given. © 2011 IEEE.

Superconducting fault current limiter design using parallel-connected YBCO thin films

Superconducting Fault Current Limiters (SFCLs) are able to reduce fault currents to an acceptable value, reducing potential mechanical and thermal damage to power system apparatus and allowing more flexibility in power system design and operation. The device can also help avoid replacing circuit breakers whose capacity has been exceeded. Due to limitations in current YBCO thin film manufacturing processes, it is not easy to obtain one large thin film that satisfies the specifications for high voltage and large current applications. The combination of standardized thin films has merit to reduce costs and maintain device quality, and it is necessary to connect these thin films in different series and parallel configurations in order to meet these specifications. In this paper, the design of a resistive type SFCL using parallel-connected YBCO thin films is discussed, including the role of a parallel resistor and the influence of individual thin film characteristics, based on both theory and experimental results. © 2009 IEEE.

Experimental study on an SFCL using series-connected YBCO thin films

Superconducting Fault Current Limiters (SFCLs) are able to reduce fault currents to an acceptable value, reducing potential mechanical and thermal damage and allowing more flexibility in an electric power system's design. Due to limitations in current YBCO thin film manufacturing techniques, it is necessary to connect a number of thin films in different series and parallel configurations in order to realise a practical SFCL for electric power system applications. The amount of resistance generated (i.e. the degree of current limitation), the characteristics of the S-N transition, and the time at which they operate is different depending on their comparative characteristics. However, it is desirable for series-connected thin films to have an operating time difference as small as possible to avoid placing an excess burden on certain thin films. The role of a parallel resistance, along with the influence of thin film characteristics, such as critical current (Ic), are discussed in regards to the design of SFCLs using YBCO thin films. © 2008 IOP Publishing Ltd.