Impacto da Microprodução na Forma de Onda de Tensão na Rede de Distribuição de Energia

Actualmente tem sido dada uma importância à energia de origem renovável. No entanto, o conceito de fonte de energia renovável não significa necessariamente que essas fontes sejam renováveis, para o que seria necessário considerar os impactos que a sua produção e utilização tem ao nível dos três pilares fundamentais da sustentabilidade: o social, o ambiental e o económico. Num mundo cada vez mais insustentável, a busca por melhorias ao nível da eficiência energética constitui uma prioridade. A dissertação que aqui se apresenta visa essencialmente analisar o problema que representa a produção distribuída de energia para a amplitude e forma de onda de tensão na rede de distribuição. Sendo do conhecimento dos especialistas que as cavas de tensão constituem um problema significativo, a questão das harmónicas ainda é uma área em desenvolvimento. No caso de estudo que é apresentado no âmbito desta dissertação, pretendeu-se analisar esta problemática ao nível da amplitude e forma da onda de tensão na rede de distribuição. Foi possível tirar algumas ilações relativas ao impacto que a microprodução a partir de fonte FV tem, através da utilização do equipamento de medição adequado. Conclui-se que existe, efetivamente, uma distorção da forma de onda, distorção essa que constitui não só uma desvantagem para os consumidores de energia, visto poder causar efeitos colaterais nos seus equipamentos, mas também um problema de eficiência energética, obrigando a que no futuro, e assumindo que estes sistemas vão proliferar em larga escala a nível global, exista uma exigência em termos de requisitos técnicos como o aumento da secção do cabo elétrico e a respectiva ramificação da rede para a distribuição de energia que por si só, é insustentável.

Otimização de consumo energético de equipamento de grande potência

Um dos princípios da Gestão é: “If you cannot measure it, you cannot improve it.” In The Economist – 26.Dez.2008, idea of 19th century English physicist Lord Kelvin. Embora seja uma afirmação aplicável à gestão económica, também pode ser utilizada no domínio da gestão da energia. Este trabalho surge da necessidade sentida pela empresa Continental - Industria Têxtil do Ave, S.A. em efetuar uma atualização dos seus standards de produção, minimizando os seus consumos de eletricidade e gás natural. Foi necessário efetuar o levantamento dos consumos em diversas máquinas e equipamentos industriais, caracterizando e analisando os consumos ao longo de todo o processo produtivo. Para o tratamento de dados recolhidos foi desenvolvida uma folha de cálculo em MS Office ExcelTM com metodologia adequada ao equipamento em análise, que dará apoio ao decisor para a identificação dos aspetos que melhorem o processo produtivo e garantam uma elevada eficiência energética. Porém, não se enquadra no âmbito do Plano Nacional de Racionalização de Energia, sendo uma “auditoria energética” ao processo produtivo. Recentemente, a empresa, tem vindo a utilizar equipamentos eletrónicos que permitem otimizar o funcionamento mecânico dos equipamentos e das potências instaladas dos transformadores, na tentativa de racionalizar o consumo da energia elétrica. Outros equipamentos como, conversores de frequência para controlo de motores, balastros eletrónicos que substituem os convencionais balastros ferromagnéticos das lâmpadas de descarga fluorescente, têm sido incluídos ao nível das instalações elétricas, sendo gradualmente substituída a eletromecânica pela eletrónica. Este tipo de soluções vem deteriorar as formas de onda da corrente e da tensão do sistema pela introdução de distorções harmónicas. Faz ainda parte deste trabalho, um estudo de uma solução que melhore, simultaneamente o fator de potência e reduza as harmónicas presentes num posto de transformação localizado no seio da fábrica. Esta solução, permite melhorar a qualidade da energia elétrica e as condições de continuidade de serviço, garantindo melhores condições de exploração e incrementando a produtividade da empresa.

Analisador de qualidade de energia eléctrica embebido na instalação eléctrica

A monitorização da qualidade da energia eléctrica tem revelado importância crescente na gestão e caracterização da rede eléctrica. Estudos revelam que os custos directos relacionados com perda de qualidade da energia eléctrica podem representar cerca de 1,5 % do PIB nacional. Para além destes, tem-se adicionalmente os custos indirectos o que se traduz num problema que necessita de minimização. No contexto da minimização dos danos causados pela degradação de energia, são utilizados equipamentos com capacidade de caracterizar a energia eléctrica através da sua monitorização. A utilização destes equipamentos têm subjacente normas de qualidade de energia, que impõem requisitos mínimos de modo a enquadrar e classificar eventos ocorridos na rede eléctrica. Deste modo obtêm-se dados coerentes provenientes de diferentes equipamentos. A monitorização dos parâmetros associados à energia eléctrica é frequentemente realizada através da instalação temporária dos esquipamentos na rede eléctrica, o que resulta numa observação de distúrbios a posteriori da sua ocasião. Esta metodologia não permite detectar o evento eléctrico original mas, quando muito, outros que se espera que sejam semelhantes ao ocorrido. Repare-se, no entanto, que existe um conjunto alargado de eventos que não são repetitivos, constituindo assim uma limitação aquela metodologia. Este trabalho descreve uma alternativa à metodologia de utilização tradicional dos equipamentos. A solução consiste em realizar um analisador de energia que faça parte integrante da instalação e permita a monitorização contínua da rede eléctrica. Este equipamento deve ter um custo suficientemente baixo para que seja justificável nesta utilização alternativa. O analisador de qualidade de energia a desenvolver tem por base o circuito integrado ADE7880, que permite obter um conjunto de parâmetros da qualidade de energia eléctrica de acordo com as normas de energia IEC 61000-4-30 e IEC 61000-4-7. Este analisador permite a recolha contínua de dados específicos da rede eléctrica, e que posteriormente serão armazenados e colocados à disposição do utilizador. Deste modo os dados recolhidos serão apresentados ao utilizador para consulta, de maneira a verificar, de modo continuo a eventual ocorrência das anomalias na rede. Os valores adquiridos podem ainda ser reutilizados vantajosamente para muitas outras finalidades tais como efectuar estudos sobre a optimização energética. O trabalho presentemente desenvolvido decorre de uma utilização alternativa do dispositivo WeSense Energy1 desenvolvido pela equipa da Evoleo Technologies. A presente vertente permite obter parâmetros determinados pelo ADE7880 tais como por exemplo harmónicos, eventos transitórios de tensão e corrente e o desfasamento entre fases, realizando assim uma nova versão do dispositivo, o WeSense Energy2. Adicionalmente este trabalho inclui a visualização remota dos através de uma página web.

Influência da Estimulação e Bloqueio do Sistema Nervoso Autónomo na Refractariedade Auricular em Doentes com Fibrilhação Auricular Paroxística Idiopática

With the recent technical improvement in echocardiography imaging (second harmonics) the number of interatrial septum aneurysms (ASA) increased and are easily recognized. We assist to an overdiagnosing number of cases and diagnostic criteria emerged to face this problem. In the great majority of the cases ASA are small and inoffensive, but as ASA is considered a risk factor for cardioembolism when associated with persistence of foramen oval (PFO), an examination by transesophageal echocardiography (TEE) for exclusion of PFO makes the sense and is a common testing in patients with cryptogenic stroke. Besides these frequent ASA, other forms exist; the authors describe two cases of uncommon and huge ASA, one mimicking a right atrial tumor and the other a quistic, hipoechoic mass. The first case was associated with mitral stenosis and was submitted to surgery and the second was closed with an Amplatzer occluder device usually used in atrial septal defect (ASD).

Giant Interatrial Septal Aneurysms Mimicking Quistic Masses. Two Cases with Different Therapeutic Options

With the recent technical improvement in echocardiography imaging (second harmonics) the number of interatrial septum aneurysms (ASA) increased and are easily recognized. We assist to an overdiagnosing number of cases and diagnostic criteria emerged to face this problem. In the great majority of the cases ASA are small and inoffensive, but as ASA is considered a risk factor for cardioembolism when associated with persistence of foramen oval (PFO), an examination by transesophageal echocardiography (TEE) for exclusion of PFO makes the sense and is a common testing in patients with cryptogenic stroke. Besides these frequent ASA, other forms exist; the authors describe two cases of uncommon and huge ASA, one mimicking a right atrial tumor and the other a quistic, hipoechoic mass. The first case was associated with mitral stenosis and was submitted to surgery and the second was closed with an Amplatzer occluder device usually used in atrial septal defect (ASD).

Produção Sustentável em BT- Análise de Características de Contadores Inteligentes

A crescente necessidade de reduzir a dependência energética e a emissão de gases de efeito de estufa levou à adoção de uma série de políticas a nível europeu com vista a aumentar a eficiência energética e nível de controlo de equipamentos, reduzir o consumo e aumentar a percentagem de energia produzida a partir de fontes renováveis. Estas medidas levaram ao desenvolvimento de duas situações críticas para o setor elétrico: a substituição das cargas lineares tradicionais, pouco eficientes, por cargas não-lineares mais eficientes e o aparecimento da produção distribuída de energia a partir de fontes renováveis. Embora apresentem vantagens bem documentadas, ambas as situações podem afetar negativamente a qualidade de energia elétrica na rede de distribuição, principalmente na rede de baixa tensão onde é feita a ligação com a maior parte dos clientes e onde se encontram as cargas não-lineares e a ligação às fontes de energia descentralizadas. Isto significa que a monitorização da qualidade de energia tem, atualmente, uma importância acrescida devido aos custos relacionados com perdas inerentes à falta de qualidade de energia elétrica na rede e à necessidade de verificar que determinados parâmetros relacionados com a qualidade de energia elétrica se encontram dentro dos limites previstos nas normas e nos contratos com clientes de forma a evitar disputas ou reclamações. Neste sentido, a rede de distribuição tem vindo a sofrer alterações a nível das subestações e dos postos de transformação que visam aumentar a visibilidade da qualidade de energia na rede em tempo real. No entanto, estas medidas só permitem monitorizar a qualidade de energia até aos postos de transformação de média para baixa tensão, não revelando o estado real da qualidade de energia nos pontos de entrega ao cliente. A monitorização nestes pontos é feita periodicamente e não em tempo real, ficando aquém do necessário para assegurar a deteção correta de problemas de qualidade de energia no lado do consumidor. De facto, a metodologia de monitorização utilizada atualmente envolve o envio de técnicos ao local onde surgiu uma reclamação ou a um ponto de medição previsto para instalar um analisador de energia que permanece na instalação durante um determinado período de tempo. Este tipo de monitorização à posteriori impossibilita desde logo a deteção do problema de qualidade de energia que levou à reclamação, caso não se trate de um problema contínuo. Na melhor situação, o aparelho poderá detetar uma réplica do evento, mas a larga percentagem anomalias ficam fora deste processo por serem extemporâneas. De facto, para detetar o evento que deu origem ao problema é necessário monitorizar permanentemente a qualidade de energia. No entanto este método de monitorização implica a instalação permanente de equipamentos e não é viável do ponto de vista das empresas de distribuição de energia já que os equipamentos têm custos demasiado elevados e implicam a necessidade de espaços maiores nos pontos de entrega para conter os equipamentos e o contador elétrico. Uma alternativa possível que pode tornar viável a monitorização permanente da qualidade de energia consiste na introdução de uma funcionalidade de monitorização nos contadores de energia de determinados pontos da rede de distribuição. Os contadores são obrigatórios em todas as instalações ligadas à rede, para efeitos de faturação. Tradicionalmente estes contadores são eletromecânicos e recentemente começaram a ser substituídos por contadores inteligentes (smart meters), de natureza eletrónica, que para além de fazer a contagem de energia permitem a recolha de informação sobre outros parâmetros e aplicação de uma serie de funcionalidades pelo operador de rede de distribuição devido às suas capacidades de comunicação. A reutilização deste equipamento com finalidade de analisar a qualidade da energia junto dos pontos de entrega surge assim como uma forma privilegiada dado que se trata essencialmente de explorar algumas das suas características adicionais. Este trabalho tem como objetivo analisar a possibilidade descrita de monitorizar a qualidade de energia elétrica de forma permanente no ponto de entrega ao cliente através da utilização do contador elétrico do mesmo e elaborar um conjunto de requisitos para o contador tendo em conta a normalização aplicável, as características dos equipamentos utilizados atualmente pelo operador de rede e as necessidades do sistema elétrico relativamente à monitorização de qualidade de energia.

Speed control of induction machine based on direct torque control method

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Old cellulose for new multifunctional networks

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Ciência e Engenharia de Materiais

Switching mode power amplifier for bluetooth applications

Modern fully integrated transceivers architectures, require circuits with low area, low cost, low power, and high efficiency. A key block in modern transceivers is the power amplifier, which is deeply studied in this thesis. First, we study the implementation of a classical Class-A amplifier, describing the basic operation of an RF power amplifier, and analysing the influence of the real models of the reactive components in its operation. Secondly, the Class-E amplifier is deeply studied. The different types of implementations are reviewed and theoretical equations are derived and compared with simulations. There were selected four modes of operation for the Class-E amplifier, in order to perform the implementation of the output stage, and the subsequent comparison of results. This led to the selection of the mode with the best trade-off between efficiency and harmonics distortion, lower power consumption and higher output power. The optimal choice was a parallel circuit containing an inductor with a finite value. To complete the implementation of the PA in switching mode, a driver was implemented. The final block (output stage together with the driver) got 20 % total efficiency (PAE) transmitting 8 dBm output power to a 50 W load with a total harmonic distortion (THD) of 3 % and a total consumption of 28 mW. All implementations are designed using standard 130 nm CMOS technology. The operating frequency is 2.4 GHz and it was considered an 1.2 V DC power supply. The proposed circuit is intended to be used in a Bluetooth transmitter, however, it has a wider range of applications.

Three-phase current-source shunt active power filter with solar photovoltaic grid interface

This paper presents the proposal of a three phase current source shunt active power filter (CS-SAPF) with photovoltaic grid interface. The proposed system combines the compensation of reactive power and harmonics with the injection of energy from a solar photovoltaic array into the electrical power grid. The proposed equipment presents the advantage of giving good use to the current source inverter, even when the solar photovoltaic array is not producing energy. The paper describes the control system of the CS SAPF, the energy injection control strategy, and the current harmonics and power factor compensation strategy. Simulation results to assess the performance of the proposed system are also presented.

Desenvolvimento de um filtro ativo paralelo monofásico compacto e didático utilizando MOSFETs

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Operation modes for the electric vehicle in smart grids and smart homes : present and proposed modes

This paper presents the main operation modes for an electric vehicle (EV) battery charger framed in smart grids and smart homes, i.e., are discussed the present-day and are proposed new operation modes that can represent an asset towards EV adoption. Besides the well-known grid to vehicle (G2V) and vehicle to grid (V2G), this paper proposes two new operation modes: Home-to-vehicle (H2V), where the EV battery charger current is controlled according to the current consumption of the electrical appliances of the home (this operation mode is combined with the G2V and V2G); Vehicle-for-grid (V4G), where the EV battery charger is used for compensating current harmonics or reactive power, simultaneously with the G2V and V2G operation modes. The vehicle-to-home (V2H) operation mode, where the EV can operate as a power source in isolated systems or as an off-line uninterruptible power supply to feed priority appliances of the home during power outages of the electrical grid is presented in this paper framed with the other operation modes. These five operation modes were validated through experimental results using a developed 3.6 kW bidirectional EV battery charger prototype, which was specially designed for these operation modes. The paper describes the developed EV battery charger prototype, detailing the power theory and the voltage and current control strategies used in the control system. The paper presents experimental results for the various operation modes, both in steady-state and during transients.

Eimeria vitellini n. sp. (Apicomplexa: eimeriidae) from the brazilian toucan Rhamphastos vitellinus vitellinus Lichtenstein (Aves: Picicformes: Rhamplastidae)

Eimeria vitellini n. sp. is described from the faeces of the Rhamphastos v. vitellinus. Oocysts broadly ellipsoidal to oval (egg-shaped), 22,6 x 18.3 (20.0-25.0 x 16.3-22.5) micronm, shapeindex (length/width) 1.2 (1.1-1.1). Oocyst wall a single colourless layer about 0.5 micronm thick, becoming thinner at one ectremity, at which point the oocyst usually ruptures. No oocyst residuum, but 1 or 2 small polr bodies of about 1.0-1.5 x 0.5-1.0 micronm. Sporocysts ellongated ellipsoid (pearshaped), 14.3 x 7.5 (13.8-15.0 x 6.9-7.5) micronm, shape-index (1.9 (1.8-2.0), with a thin colourless wall bearing a very delicate Stieda body: a conspicuous sub-Stieda body is present. Sporozoites with anterior and posterior regractile bodies and strongly recurved around a bulky, compact sporocyst residuum composed of relatively fine granules and spherules.

Eimeria species (Apicomplexa: Eimeriidae) of podocnemis expansa (Schweigger) and geochelone denticulata (LINN.) from Amazonian Brazil (Reptilia: Chelonia)

Eimeria lagunculata, Eimeria mammiformis and Eimeria podocnemis n. spp., are described from the faeces of the fresh-water turtle Podocnemis expansa, in Pará State, north Brasil. Oocysts of E. lagunculata are ellipsoidal, 19.2 x 12.8 (17.0-20.7 x 11.8-14.1) mum, shape-index (= length/ width) 1.5 (1.4-1.7). Oocyst wall about 0.5-0.7 mum thick, with a prominent stopper-like micropyle at one pole. No oocyst residuum and no polar body. Sporocysts elongate ellipsoidal, 11.0 x 5.4 (10.4-11.8 x 5.2-6.0) mum, shape-index 2.0 (1.8-2.1): no Stieda body. A compact, ellipsoidal sporocyst residuum lies between the two sporozoites, which possess a posterior and an anterior refractile body. Oocysts of E. mammiformis broadly ellipsoidal, 30.0 x 19.4 (23.0-37.0 x 16.3-21.5) mum, shape-index 1.5 (1.1-1.9). Oocyst wall about 0.7 mum thick, with a prominent micropyle: no oocyst residuum and rarely a single polar body. Sporocysts ellipsoidal, 15.3 x 7.9 (14.8-17.0 x 7.4-9.6) mum, shape-index 2.0 (1.8-2.2), with a tiny Stieda body. Sporocyst residuum bulky, ellipsoidal: sporozoites with two conspicuous refractile bodies. E. podocnemis has broadly ellipsoidal oocysts, 17.0 x 12.8 (14.8-19.2 x 11.8-14.1) mum, shape-index 1.3 (1.1-1.4). Oocyst wall about 0.5-0.7 mum thick, with no micropyle. No oocyst residuum, but always a single polar body. Sporocysts ellipsoidal, 9.7 x 5.2 (8.9-10.4 x 4.4-6.0) mum, shape-index 1.9 (1.6-2.0), with no Stieda body. Sporocyst residuum bulky, ellipsoidal: sporocysts with 2 refractile bodies. Eimeria carinii n. sp., is recorded from the tortoise Geochelone denticulata, also from Pará. Oocyst wall about 1.2 mum thicl. No micropyle. Oocyst residuum limited to a number (about 10-20) of scattered granules: no polar body. Sporocysts broadly ellipsoidal, and with no Stieda body: they measure 8,8 x 7.3 (8.0-9.0 x 7.0-7.5) mum, shape-index 1.2 (1.1-1.3). Sporocyst residuum bulky, spherical to ellipsoidal: sporozoites possess both posterior and anterior refractile bodies.

Observations on some Avian Coccidia (Apicomplexa: Eimeriidae) in Amazonian Brazil

Oocysts of Eimeria porphyrulae n. sp. are described in faeces of Porphyrula martinica (Aves: Gruiformes: Rallidae). They are ellipsoidal to oval, 22.4 x 17.7 (20.0-23.7 x 16.2-18.7) µm, shape-index (length/width) 1.3. Oocyst wall about 1.25 µm thick, colourless, with two layers: inner one prominently striated. Micropyle and sub-micropylar granule present: no oocyst residuum. Sporocysts 17.5 x 9.0 (17.0-19.0 x 8.0-10.0) µm, shape-index 1.9, with inconspicuous Stieda/sub-Stieda bodies. Sporocyst residuum of scattered granules, sometimes a compact mass: sporozoites with two refractile bodies. Eimeria crypturelli n. sp. is described in faeces of Crypturellus soiu (Tinamiformes: Tinamidae). Oocysts ellipsoidal-oval, 20.75 x 14.5 (17.5-25.0 x 11.25-21.25) µm, shape-index 1.4. Oocysts wall about 1.25 µm thick and bi-layered: inner layer faintly striated. Micropyle present, with oocyst residuum immediately below: single polar body rarely present. Sporocysts 13.0 x 7.5 (12.5-13.75 x 7,5-8.1) µm, shape-index 1.7, with a Stieda body but seemingly no sub-Stieda. Sporocyst residuum compact: sporozoites with two refractile bodies. Isospora cacici n. sp. is recorded from faeces of Cacicus cela cela (Passeriformes: Icteridae). Oocysts subspherical-spherical, 26.5 x 23.7 (22.5-27.5 x 20.0-26.2) µm, shape-index 1.1. Wall a single, colourless layer about 1.5 µm thick. No micropyle or oocyst residuum: 1-2 polar bodies. Sporocysts ellipsoidal, 17.7 x 12.5 (17.5-18.75 x 11.25-13.75) µm, shape-index 1.4, with pronounced Stieda/sub-Stieda bodies: residuum compact and sporozoites with two refractile bodies. Isospora thraupis n. sp. is described from faeces of Thraupis palmarum melanoptera (Passeriformes: Thraupidae). Oocysts subspherial-spherical, 19.9 x 19.0 (18.7-21.2 x 18.75-20.0) µm, shape-index 1.0. Wall about 0.6 µm thick, smooth, colourless and a single layer: no micropyle, oocyst residuum or polar bodies. Sporocysts 14.2 x 9.2 (13.7-16.2 x 8.7-10.0) µm, shape-index 1.5: Stied/sub-Stieda bodies inconspicuous. Residuum compact: sporozoites with two refractile bodies.