Avaliação tecnológica, operacional e de gestão de sistemas híbridos para geração de eletricidade na Região Amazônica

O objetivo deste trabalho consiste em contribuir com o conhecimento sobre os sistemas híbridos de energia implantados na Região Amazônica e baseados no aproveitamento das fontes de energia solar, eólica e diesel-elétrica. O trabalho apresenta primeiramente o estado-da-arte dos sistemas híbridos, caracterizando sua evolução histórica, os principais tipos e classificações, a composição básica e os prós e contras da eletrificação usando esses tipos de sistemas. Em seguida, é feita a identificação e a descrição dos sistemas regionais através das referências bibliográficas existentes e de informações coletadas em pesquisas de campo. As características técnicas, operacionais, econômicas e de gerenciamento desses sistemas são analisadas sucintamente, servindo de base às proposições de modelos para sistemas híbridos, que influenciam diretamente sobre a estratégia de operação e gestão dos sistemas híbridos regionais. Esses modelos, depois de implementados, permitirão a otimização da operação dos sistemas e sua sustentabilidade.

Dispersão de sementes por sauins-de-coleira (Saguinus bicolor Spix, 1823; Primates:Cebidae): efeitos do padrão de deslocamento na formação de sombras de sementes

Quantificar a sombra de sementes gerada por um dispersor, ou seja, a maneira como as sementes são distribuídas em função do tempo que o dispersor as retém e de como este se desloca pelo habitat, é etapa essencial para avaliar os impactos do dispersor na estruturação e funcionamento de populações e comunidades vegetais. Este é o primeiro estudo com o primata S. bicolor como dispersor de sementes e teve como objetivo investigar o padrão de formação de sombra de sementes e sua relação com o padrão de deslocamento da espécie. O deslocamento de quatro grupos de S. bicolor foi monitorado em três fragmentos florestais em Manaus, Amazonia Central. O posicionamento dos animais em um sistema de trilhas foi registrado em intervalos de cinco minutos, ao longo de todo período de atividade, cinco dias ao mês durante o mínimo de 15 meses cada grupo. O tempo de retenção de sementes foi estimado registrando-se o tempo de ingestão, de defecação e o número de sementes de cinco espécies de frutos cultivados ofertados a quatro indivíduos criados em cativeiro. Sombras de sementes foram estimadas através da combinação de dados do padrão de deslocamento com dados do tempo de retenção de sementes. Para cada grupo, foram obtidas a distância média de dispersão e a proporção da área de uso ocupada em uma base mensal, e a relação destas duas variáveis foi verificada através de uma regressão linear simples. O tempo de retenção de sementes variou de 27 a 295 minutos (N = 394), sendo que mais da metade das sementes ficam retidas em até duas horas no trato digestivo, e o número médio de sementes por defecação foi de 3,5 (± 3,7; N = 111). Probabilidades de dispersão de sementes para fora das imediações da planta-matriz ultrapassam 80%, além de incluírem distâncias maiores do que 1 km. Apenas para dois grupos foi verificado que há relação entre a proporção da área de uso e as distâncias de dispersão sendo que para um destes o poder explanatório do modelo foi menor do que 20%. Os resultados indicam que S. bicolor dispersa sementes de forma efetiva e, assim como outros calitriquíneos, pode contribuir para a estruturação e regeneração de ecossistemas florestais.

Procedimentos para gestão de perdas não técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Esta dissertação de mestrado tem como finalidade analisar a gestão das perdas não técnicas de energia elétrica e entender as metodologias adotadas nos projeto de combate a essas perdas desenvolvidas pelas concessionárias de distribuição. Trazendo, assim, à superfície, a importância de uma gestão eficiente das perdas comerciais para se obter uma boa manutenção dos seus índices. É no sistema de distribuição de energia onde ocorre a maior porcentagem das perdas dos sistemas elétricos de potência. Sendo, portanto, a parte do sistema elétrico com maior potencial para redução das perdas. Assim, o enfoque desta dissertação é fazer uma análise das perdas não técnicas, das formas de atuação sobre elas e das metodologias utilizadas pelas concessionárias atualmente, as quais serão apresentadas através de um estudo de caso.

Desenvolvimento de framework para análise e simulação dinâmica de sistemas elétricos de potência

Esta tese apresenta uma metodologia flexível orientada a objetos (OO) para a aplicação no projeto e implementação de sistemas de software utilizados na realização de estudos dinâmicos de sistemas elétricos de grande porte. A metodologia OO proposta objetiva tornar mais simples o desenvolvimento, a atualização e a manutenção de complexos sistemas de software para estudos de transitórios eletromecânicos em sistemas elétricos de potência. Os requisitos de usuário são mapeados para um conjunto de classes básicas, as quais são usadas para efetuar a modelagem de dispositivos dinâmicos tais como geradores elétricos. Para avaliação da metodologia foram realizados dois estudos de casos. No primeiro estudo caso o Framework foi aplicado na simulação das unidades geradoras da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. Os resultados da simulação foram comparados com medições obtidos em ensaios no campo e mostrou a boa performance do Framework na reprodução dos fenômenos eletromecânicos desta usina de grande porte. No segundo estudo de caso, por outro lado, o Framework foi aplicado na modelagem de um sistema de geração fotovoltaico (PV) com seu sistema de Rastreamento da Potência Máxima (MPPT). O controle MPPT foi implementado usando técnicas digitais. Os resultados das simulações demonstram a performance do Framework na modelagem do sistema de controle de corrente, assim como no controle MPPT, dos sistemas de geração PV.

Controladores fuzzy aplicados ao conversor de geradores de indução duplamente excitados em sistemas eólicos integrados a sistemas de potência

Este artigo apresenta novas estratégias de controle fuzzy aplicadas ao conversor estático interligado ao rotor dos geradores de indução duplamente excitados (DFIG), em esquemas eólicos de velocidade variável, integrados a redes elétricas reais. As estratégias de controle propostas são do tipo fuzzy "look-up-table" com supervisão. O desempenho de tais reguladores, baseados em inteligência computacional, é comparado com o obtido com controladores PI's a parâmetros fixos, na ocorrência de faltas no sistema elétrico de potência. Esses controladores fuzzy são destinados a garantir a continuidade da operação dos conversores, e melhorar o desempenho transitório do sistema, em relação aos controladores convencionais. Os resultados apresentados confirmam a eficácia das estratégias de controle adotadas. O modelo físico dos aerogeradores, consistindo de um grande número de turbinas eólicas, foi implementado através de uma ferramenta de simulação dinâmica, desenvolvida no ambiente computacional MATLABTM.

Extração de conhecimento em forma de regras difusas a partir de mapas auto-organizáveis de Kohonen: aplicação em diagnóstico de faltas incipientes em transformadores

Apesar das diversas vantagens oferecidas pelas redes neurais artificiais (RNAs), algumas limitações ainda impedem sua larga utilização, principalmente em aplicações que necessitem de tomada de decisões essenciais para garantir a segurança em ambientes como, por exemplo, em Sistemas de Energia. Uma das principais limitações das RNAs diz respeito à incapacidade que estas redes apresentam de explicar como chegam a determinadas decisões; explicação esta que seja humanamente compreensível. Desta forma, este trabalho propõe um método para extração de regras a partir do mapa auto-organizável de Kohonen, projetando um sistema de inferência difusa capaz de explicar as decisões/classificação obtidas através do mapa. A metodologia proposta é aplicada ao problema de diagnóstico de faltas incipientes em transformadores, em que se obtém um sistema classificatório eficiente e com capacidade de explicação em relação aos resultados obtidos, o que gera mais confiança aos especialistas da área na hora de tomar decisões.

Otimização multiobjetivo da compensação de potência reativa em redes de distribuição considerando restrições de distorção harmônica

A localização de bancos de capacitores nas redes de distribuição de energia elétrica, corretamente dimensionados, busca compensar eventuais excessos de circulação de potência reativa pelas linhas, o que implica a redução de custos operacionais pela redução das perdas de energia e um aumento da capacidade de transmissão de potência ativa assegurando os níveis estabelecidos de tensão e fator de potência simultaneamente. A proliferação das cargas não lineares provocou uma mudança nos cenários de estudo dos sistemas elétricos de potência devido aos efeitos nocivos que os harmônicos gerados por elas ocasionam sobre a qualidade da energia elétrica. Considerando este novo cenário, esta tese tem como objetivo geral desenvolver uma ferramenta computacional utilizando técnicas de inteligência computacional apoiada em algoritmos genéticos (AG), para a otimização multiobjetivo da compensação da potência reativa em redes elétricas de distribuição capaz de localizar e dimensionar de forma ótima as unidades de compensação necessárias para obter os melhores benefícios econômicos e a manutenção dos índices de qualidade da energia estabelecidos pelas normas brasileiras. Como Inovação Tecnológica do trabalho a ferramenta computacional desenvolvida permite otimizar a compensação da potência reativa para melhorar do fator de potência em redes de distribuição contaminadas com harmônicos que, diferentemente de métodos anteriores, não só emprega bancos de capacitores, mas também filtros de harmônicos com esse objetivo. Utiliza-se o algoritmo NSGA-II, que determina as soluções ótimas de Pareto para o problema e permite ao especialista determinar as soluções mais efetivas. A proposta para a solução do problema apresenta várias inovações podendo-se destacar que a solução obtida permite determinar a compensação de potência reativa com capacitores em sistemas com certa penetração harmônica, atendendo a normas de qualidade de energia pertinentes, com relação aos níveis de distorção harmônica tolerados.

Metodologia de controle preventivo baseado em árvore de decisão para a melhoria da segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência

A presente dissertação visa apresentar um conjunto de desenvolvimentos, aplicativos e serviços para suporte à operação em tempo real e ao controle preventivo visando garantir à segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência. A técnica de mineração de dados conhecida como árvore de decisão foi utilizada tanto para classificar o estado operacional do sistema, bem como para fornecer diretrizes à tomada de ações de controle, necessárias para evitar a degradação da tensão operativa e a instabilidade transitória. Testes preliminares foram realizados utilizando o histórico operacional do SCADA/SAGE do Centro de Operação Regional do Pará da Eletrobrás Eletronorte. Os resultados obtidos validaram completamente o conjunto (protótipo) de aplicativos e serviços, e indicam um grande potencial para a aplicação no ambiente de operação em tempo real.

Controle coordenado de múltiplos dipositivos facts com vistas à estabilidade transitória de SEE

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Modified routine for decreasing numeric oscillations at associations of lumped elements

Some changes in the application of the numeric trapezoidal integration are analyzed for applications considering pi circuits. It is considered numeric and computational proceedings for improving the numeric results obtained with associations of pi circuits. In numeric integration solutions of the linear systems, it is common to represent these associations of pi circuits by only one matrix. This representation introduces undesirable numeric oscillations in simulations of the dynamics of wave propagation in electrical systems. The proposed changes improve the results of application of cascades of pi circuits associated to the trapezoidal integration, avoiding that the numerical oscillations, or Gibb's oscillations, have high values and are slowly damped. For the carried out simulations, different number of pi circuits and voltage sources are checked, confirming the reduction of the influence of the numeric oscillations on the obtained results. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Uma investigação do minos e sua aplicação ao problema de fluxo de potência ótimo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diagnóstico de distúrbios de tensão em sistemas de distribuição de energia elétrica usando um algoritmo imuno-neural

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Congestion Effects on Regional & System Emission and Consumers Allocated Cost

This paper considers the congestion effects on emission and consumers' allocated cost. In order to consider some environmental and operational effects of congestion, an environmental constrained active-reactive optimal power flow (AROPF) considering capability curve is presented. On outage conditions, the total cost of the system will increase. On the other hand in power systems, the operating cost and system emission have conflicted objectives, then it may be concluded that the outage in the system may lead to a total emission decrease. In this paper the famous Aumann-Shapley method is used as a pricing methodology. Two case studies such as 14-bus and US-bus IEEE test systems are conducted. Results demonstrate that, although the line outage in power systems leads to increase the total cost, the amount of emission depending on the place where the outage occurs can be more than, less than or equal to the normal conditions' emission. Also results show that although from power sellers' standpoint the well-known Aumann-Shapley method is a precise pricing method to cover the incurred cost with an acceptable error that can show the real effect of congestion on consumers' cost, from consumers' standpoint it is not a good method for cost allocation, because some consumers will face with an increase in cost and the others will face with a decrease on their cost.

Estudo das principais políticas para melhoria da eficiência energética no setor elétrico

This paper aims at comparing the national and international incentive policies in energy efficiency investment and presenting the main trends, measures adopted and economical and environmental results obtained, as well as possible improvements and expansions of these programs. This analysis is justified by the current moment, not only of the Brazilian Power Systems (SEB) but also of the global power systems with the constant increase of demand and depletion of natural resources implying in a need of a better use of them and of the power they generate, which directly affects the losses on the generation, transmission, distribution and consumption of energy, in addition to reducing the impacts on the environment. At last but not least, through this study it was possible to gleam not only at new possible ways for these programs, but also failures and inefficiencies that can be improved in the measures currently being used

Análise de conversor multipulso utilizando transformador com culatra intermediária

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS