Previsão de curto prazo do consumo de energia elétrica

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica - Ramo de Energia

Smart environment technology as a possible enabler of smart cities

This paper discusses the technology of smart floors as a enabler of smart cities. The discussion will be based on technology that is embedded into the environment that enable location, navigation but also wireless power transmission for powering up elements siting on it, typically mobile devices. One of those examples is the smart floor, this implementation follows two paths, one where the floor is passive, and normally passive RFID's are embedded into the floor, they are used to provide intelligence into the surrounding space, this is normally complemented with a battery powered mobile unit that scans the floor for the sensors and communicates the information to a database which locates the mobile device in the environment. The other path for the smart city enabler is where the floor is active and delivers energy for the objects standing on top of it. In this paper these two approaches will be presented, by discussing the technology behind it. © 2014 IEEE.

Low-loss austempered ductile iron gears: experimental evaluation comparing materials and lubricants

An experimental study to evaluate the power dissipation of gears was performed. Three low-loss gear models were manufactured using standard 20° pressure angle tools. Austempered ductile iron (ADI) and 20MnCr5 carburized steel gears were tested in an FZG gear test machine using mineral, ester and polyalphaolephine (PAO)-based oils. The results compare power dissipation, the influence of different tooth flank geometries, materials and lubricants. This work concludes that conventional power-transmission gears can be replaced by these improved and more efficient low–loss models, which can be produced using common tools and that steel gears can be successfully replaced by austempered ductile iron gears.

Compensação da energia reactiva com minimização de perturbações sobre a rede eléctrica

Trabalho Final de Mestrado para a obtenção de grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Automação e Electrónica Industrial

Smart Grid Market Using Joint Energy and Ancillary Services Bids

The power systems operation in the smart grid context increases significantly the complexity of their management. New approaches for ancillary services procurement are essential to ensure the operation of electric power systems with appropriate levels of stability, safety, quality, equity and competitiveness. These approaches should include market mechanisms which allow the participation of small and medium distributed energy resources players in a competitive market environment. In this paper, an energy and ancillary services joint market model used by an aggregator is proposed, considering bids of several types of distributed energy resources. In order to improve economic efficiency in the market, ancillary services cascading market mechanism is also considered in the model. The proposed model is included in MASCEM – a multi-agent system electricity market simulator. A case study considering a distribution network with high penetration of distributed energy resources is presented.

Load Profiling Tool to Support Smart Grid Operation Scenarios

This paper presents the characterization of high voltage (HV) electric power consumers based on a data clustering approach. The typical load profiles (TLP) are obtained selecting the best partition of a power consumption database among a pool of data partitions produced by several clustering algorithms. The choice of the best partition is supported using several cluster validity indices. The proposed data-mining (DM) based methodology, that includes all steps presented in the process of knowledge discovery in databases (KDD), presents an automatic data treatment application in order to preprocess the initial database in an automatic way, allowing time saving and better accuracy during this phase. These methods are intended to be used in a smart grid environment to extract useful knowledge about customers’ consumption behavior. To validate our approach, a case study with a real database of 185 HV consumers was used.

Utilização de Cabos de alta Temperatura em linhas Aéreas em Média Tensão

A presente dissertação teve como objetivo fazer uma análise da viabilidade técnica da utilização dos condutores de alta temperatura nas linhas aéreas de MT, identificar vantagens, analisar inconvenientes, e estabelecer um comparativo a custos médios com as soluções convencionais. Foi efetuado o estudo de um caso real da EDP Distribuição que consistia na necessidade do aumento da capacidade de transporte de energia da linha aérea a 15 kV Espinho-Sanguedo. Neste foi ponderada a solução onde se poderia efetuar passagem de linha simples para linha dupla em alumínio-aço (AA) 160 mm2 ou a solução alternativa e inovadora de substituição dos condutores existentes por condutores de alta temperatura ACCC 182 mm2. Para isso foram efetuados cálculos e também criada uma ferramenta de apoio à decisão, para validação dos mesmos, com o intuito de mais tarde poder ser aplicada nas linhas aéreas em Média Tensão em todo o país e, sempre que necessário, se possa fazer um estudo de ponderação técnica de forma sistemática e estruturada. Neste trabalho estão identificadas as vantagens, foram relatados os inconvenientes, e estabeleceu-se um comparativo a custos médios da utilização de condutores de alta temperatura com as soluções convencionais. Antes de poder ser realizado um estudo do caso concreto da Linha aérea Espinho-Sanguedo foi necessário um aprofundamento do estado da arte no que diz respeito à comparação entre o cabo de alta temperatura ACCC e o cabo convencional ACSR, sendo este o mais utilizado nas linhas aéreas em MT. Os cabos de alta temperatura trouxeram inovações neste tema de transporte de energia, e como tal surgiu a necessidade de um estudo mais aprofundado da sua constituição, destacando o seu núcleo formado pelo compósito de fibra de carbono e fibra de vidro. Foi também analisado vantagens e desvantagens do cabo de alta temperatura e até mesmo situações onde a sua aplicação poderá ser vantajosa, de modo a tirar proveito das suas caraterísticas em que se destacam altas temperaturas de funcionamento e flechas reduzidas. Para elaborar um projeto de uma linha aérea em média tensão é necessário considerar a legislação em vigor, os aspetos ambientais e económicos, respeitando e garantindo as premissas do cálculo elétrico e mecânico. Economicamente este tipo de cabo (ACCC) é mais dispendioso do que os convencionais, no entanto o estudo realizado permitiu perceber que a sua implementação técnica é vantajosa em linhas aéreas de elevada capacidade de transporte de energia, sobretudo nos casos onde serão necessárias instalar linhas duplas ou linhas simples de seções elevadas. Devido às suas caraterísticas mecânicas, estes cabos permitem melhorar as linhas na sua dimensão, podendo diminuir o número de apoios a instalar, podendo diminuir a robustez dos apoios e permitir maior facilidade na montagem. Estas vantagens traduzem-se em menores impactos ambientais e permitem sobretudo reduzir os constrangimentos com os proprietários dos terrenos onde os apoios são implantados.

Energia Solar Fotovoltaica como Fonte Alternativa de Produção de Energia Elétrica em Angola

Neste trabalho é efetuado o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos para serem instalados em edificações localizadas em Angola com o objetivo de analisar a produção de energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos. Utilizando o software PVsyst na versão 6.3.2 foram dimensionados três sistemas fotovoltaicos, dois sistemas destinados a ser instalados numa residência, um ligado à rede e o outro autónomo e por fim um sistema fotovoltaico ligado à rede para uma instalação industrial. A determinação dos custos de investimento nos três sistemas foi obtida de forma aproximada, tendo como base preços dos equipamentos no mercado Português e considerando os custos de importação de mercadorias no mercado Angolano. Para os sistemas ligados à rede é analisada a rentabilidade financeira do investimento durante o período de vida útil dos módulos fotovoltaicos considerando três cenários distintos. No primeiro cenário o valor da remuneração pela energia vendida pelo produtor é igual ao valor pago pela energia comprada. No segundo e terceiros cenário de análise económica pretende-se encontrar uma tarifa de energia que torne o investimento rentável com um período de amortização de 7 e 12 anos respetivamente.

Esclonamento de máquinas de cogeração utilzando programação inteira mista

As centrais termoelétricas convencionais convertem apenas parte do combustível consumido na produção de energia elétrica, sendo que outra parte resulta em perdas sob a forma de calor. Neste sentido, surgiram as unidades de cogeração, ou Combined Heat and Power (CHP), que permitem reaproveitar a energia dissipada sob a forma de energia térmica e disponibilizá-la, em conjunto com a energia elétrica gerada, para consumo doméstico ou industrial, tornando-as mais eficientes que as unidades convencionais Os custos de produção de energia elétrica e de calor das unidades CHP são representados por uma função não-linear e apresentam uma região de operação admissível que pode ser convexa ou não-convexa, dependendo das caraterísticas de cada unidade. Por estas razões, a modelação de unidades CHP no âmbito do escalonamento de geradores elétricos (na literatura inglesa Unit Commitment Problem (UCP)) tem especial relevância para as empresas que possuem, também, este tipo de unidades. Estas empresas têm como objetivo definir, entre as unidades CHP e as unidades que apenas geram energia elétrica ou calor, quais devem ser ligadas e os respetivos níveis de produção para satisfazer a procura de energia elétrica e de calor a um custo mínimo. Neste documento são propostos dois modelos de programação inteira mista para o UCP com inclusão de unidades de cogeração: um modelo não-linear que inclui a função real de custo de produção das unidades CHP e um modelo que propõe uma linearização da referida função baseada na combinação convexa de um número pré-definido de pontos extremos. Em ambos os modelos a região de operação admissível não-convexa é modelada através da divisão desta àrea em duas àreas convexas distintas. Testes computacionais efetuados com ambos os modelos para várias instâncias permitiram verificar a eficiência do modelo linear proposto. Este modelo permitiu obter as soluções ótimas do modelo não-linear com tempos computationais significativamente menores. Para além disso, ambos os modelos foram testados com e sem a inclusão de restrições de tomada e deslastre de carga, permitindo concluir que este tipo de restrições aumenta a complexidade do problema sendo que o tempo computacional exigido para a resolução do mesmo cresce significativamente.

Estudo de uma bomba de calor de expansão direta assistida por energia solar para a preparação de AQS

Este estudo consiste na caracterização da eficiência energética de uma bomba de calor de expansão direta que utiliza a energia solar como fonte térmica. De uma forma geral, teve-se a obrigação de procurar cada vez mais recursos renováveis e neste sentido a bomba de calor de expansão direta tem um papel importante no aquecimento de águas quentes sanitárias (AQS). Como ponto de partida, foi realizada uma descrição detalhada sobre todos os equipamentos da bomba de calor e elaborado um desenho técnico que identifica todos os componentes. No laboratório (casa inteligente) realizaram-se vários ensaios a fim de interpretar com rigor os resultados obtidos do desempenho da bomba de calor (COP) e do fator médio de desempenho sazonal (SPF). No início, realizaram-se ensaios para determinar as perdas estáticas do sistema termodinâmico, de seguida foram elaborados ensaios segundo a norma EN 16147 e por fim, ensaios de acordo com o perfil de utilização de AQS definido. No estudo experimental do COP, obteve-se uma elevada eficiência energética com um valor médio de 4,12. O COP aumenta para valores médios de 5 quando a temperatura de água no termoacumulador desce para 35ºC. Verificou-se que durante o período diurno o COP aumenta aproximadamente de 10% relativamente ao período noturno. A potência elétrica é mais elevada (450W) quando a água no termoacumulador está perto da temperatura desejável (55ºC), originando um esforço maior da bomba de calor. No estudo experimental do SPF, verificou-se que nos ensaios segundo a norma EN16147 os valores obtidos variaram entre 1,39 e 1,50 (Classe “B”). No estudo realizado de acordo com o perfil de utilização de AQS definido pelo utilizador, o SPF é superior em 12% relativamente ao obtido segundo os ensaios realizados de acordo a norma EN16147. Verificou-se que o aumento da temperatura do ar exterior implica um aumento do SPF (cerca de 2% a 5%), enquanto a energia solar não influência nos resultados.

Wireless GPS-based phase-locked synchronization system for outdoor environment.

Synchronization of data coming from different sources is of high importance in biomechanics to ensure reliable analyses. This synchronization can either be performed through hardware to obtain perfect matching of data, or post-processed digitally. Hardware synchronization can be achieved using trigger cables connecting different devices in many situations; however, this is often impractical, and sometimes impossible in outdoors situations. The aim of this paper is to describe a wireless system for outdoor use, allowing synchronization of different types of - potentially embedded and moving - devices. In this system, each synchronization device is composed of: (i) a GPS receiver (used as time reference), (ii) a radio transmitter, and (iii) a microcontroller. These components are used to provide synchronized trigger signals at the desired frequency to the measurement device connected. The synchronization devices communicate wirelessly, are very lightweight, battery-operated and thus very easy to set up. They are adaptable to every measurement device equipped with either trigger input or recording channel. The accuracy of the system was validated using an oscilloscope. The mean synchronization error was found to be 0.39 μs and pulses are generated with an accuracy of <2 μs. The system provides synchronization accuracy about two orders of magnitude better than commonly used post-processing methods, and does not suffer from any drift in trigger generation.

Office of the City Clerk, St. Catharines Records, 1928-1974, n.d.

The site of present-day St. Catharines was settled by 3000 United Empire Loyalists at the end of the 18th century. From 1790, the settlement (then known as "The Twelve") grew as an agricultural community. St. Catharines was once referred to Shipman's Corners after Paul Shipman, owner of a tavern that was an important stagecoach transfer point. In 1815, leading businessman William Hamilton Merritt abandoned his wharf at Queenston and set up another at Shipman's Corners. He became involved in the construction and operation of several lumber and gristmills along Twelve Mile Creek. Shipman's Corners soon became the principal milling site of the eastern Niagara Peninsula. At about the same time, Merritt began to develop the salt springs that were discovered along the river which subsequently gave the village a reputation as a health resort. By this time St. Catharines was the official name of the village; the origin of the name remains obscure, but is thought to be named after Catharine Askin Robertson Hamilton, wife of the Hon. Robert Hamilton, a prominent businessman. Merritt devised a canal scheme from Lake Erie to Lake Ontario that would provide a more reliable water supply for the mills while at the same time function as a canal. He formed the Welland Canal Company, and construction took place from 1824 to 1829. The canal and the mills made St. Catharines the most important industrial centre in Niagara. By 1845, St. Catharines was incorporated as a town, with the town limits extending in 1854. Administrative and political functions were added to St. Catharines in 1862 when it became the county seat of Lincoln. In 1871, construction began on the third Welland Canal, which attracted additional population to the town. As a consequence of continual growth, the town limits were again extended. St. Catharines attained city status in 1876 with its larger population and area. Manufacturing became increasingly important in St. Catharines in the early 1900s with the abundance of hydro-electric power, and its location on important land and water routes. The large increase in population after the 1900s was mainly due to the continued industrialization and urbanization of the northern part of the city and the related expansion of business activity. The fourth Welland Canal was opened in 1932 as the third canal could no longer accommodate the larger ships. The post war years and the automobile brought great change to the urban form of St. Catharines. St. Catharines began to spread its boundaries in all directions with land being added five times during the 1950s. The Town of Merritton, Village of Port Dalhousie and Grantham Township were all incorporated as part of St. Catharines in 1961. In 1970 the Province of Ontario implemented a regional approach to deal with such issues as planning, pollution, transportation and services. As a result, Louth Township on the west side of the city was amalgamated, extending the city's boundary to Fifteen Mile Creek. With its current population of 131,989, St. Catharines has become the dominant centre of the Niagara region. Source: City of St. Catharines website http://www.stcatharines.ca/en/governin/HistoryOfTheCity.asp (January 27, 2011)

Image of Niagara Falls n.d.

In 1818 Parkhurst Whitney built stairs leading to the river’s edge at Prospect Point. In 1825 Porter Brother replaced that staircase with a spiral one. In 1844 Whitney started a water powered incline railway there although the staircase was also used until 1890. In 1906 the water wheel was replaced by an electric power plant. There were lower buildings which included Shadow of the Rock which was a concession stand and also rented raincoats to the tourists. This was destroyed by fire and ice in 1892 and replaced by a chalet-style building in 1894-95. On July 6th, 1907 a cable on the incline railway broke. One person was killed and several sustained injuries. An elevator was constructed and it opened in January of 1910. It was condemned in 1954 when water entered the shaft, this was at the time of the collapse of Prospect Point which occurred at 4:50 pm. on July 28, 1954. This photograph was taken prior to 1954. Today the New York State Observation Tower stands at Prospect Point and The Maid of the Mist boat ride is available from the base of the tower. with information from: Niagara Falls Canada: a History by the Kiwanis Club of Stamford, Ontario

Brochure - Hydro Golden Jubilee - (1906-1956) 50 Years of Progress

A brochure for Ontario Hydro marking the 50 year Jubilee. The brochure also describes the change over from 25 cycle to 60 cycle service. A map details the areas that have made the change to 60 cycle power and those still waiting to transition. There is also a section of eight questions and answers concerning the change to 60 cycle power.

Development Planning at the State Level in India - A Case Study with Reference to Kerala, 1957-'84

This thesis entitled “Development planning at the state level in india a case study with reference to kerala1957-84.Planning in India is a concurrent subject with the Centre and the States having well-defined domains of jurisdiction with regard to planning functions and sources of resource mobilisation.The genesis of the lack of academic interest in state level planning is in the widely held belief that in the extent scheme of Centre-State economic relations, the states have little scope for initiative in planning.Both at the theoretical and empirical levels, Kerala has attached very great importance to planning.It has been the localeof wide and deep discussions on the various dimensions of planning.In Kerala's development process, the leading sector consists of social services such as education and public healthOne point that needs special emphasis in this regard is that the high demand for education in Kerala cannot be attributed to the Keralites' ‘unique urge‘ for education. Rather, it is related to the very high level of unemployment in the state (Kerala has the highest level of unemployment in the country.In resource allocation under the Five Year Plans, Kerala attached the highest weightage to power generation, hydro-electric projects being the major source of power in the state. Nearly one-fourth of the plan resources has been claimed by hydro-electric projects.In the agricultural sector, Kera1a's level of productive use of electric power is one of the lowest.As is evident.from above, planning in Kerala has not enabled us to solve the basic problems of the state. More 'scientific' planning in the sense of applying mre sophisticated planning techniques is obviously not the answer. It, on the contrary, consists of more fundamental changes some of which can be brought about through an effective use of measures well within the power of the State Government.