Improved low-voltage-ride-through capability of fixed-speed wind turbines using decentralised control of STATCOM with energy storage system

The design and implementation of a new control scheme for reactive power compensation, voltage regulation and transient stability enhancement for wind turbines equipped with fixed-speed induction generators (IGs) in large interconnected power systems is presented in this study. The low-voltage-ride-through (LVRT) capability is provided by extending the range of the operation of the controlled system to include typical post-fault conditions. A systematic procedure is proposed to design decentralised multi-variable controllers for large interconnected power systems using the linear quadratic (LQ) output-feedback control design method and the controller design procedure is formulated as an optimisation problem involving rank-constrained linear matrix inequality (LMI). In this study, it is shown that a static synchronous compensator (STATCOM) with energy storage system (ESS), controlled via robust control technique, is an effective device for improving the LVRT capability of fixed-speed wind turbines.

Space charge and dielectric response measurements to assess insulation aging of low-voltage cables used in nuclear power plants

The current design life of nuclear power plant (NPP) could potentially be extended to 80 years. During this extended plant life, all safety and operationally relevant Instrumentation & Control (I&C) systems are required to meet their designed performance requirements to ensure safe and reliable operation of the NPP, both during normal operation and subsequent to design base events. This in turn requires an adequate and documented qualification and aging management program. It is known that electrical insulation of I&C cables used in safety related circuits can degrade during their life, due to the aging effect of environmental stresses, such as temperature, radiation, vibration, etc., particularly if located in the containment area of the NPP. Thus several condition monitoring techniques are required to assess the state of the insulation. Such techniques can be used to establish a residual lifetime, based on the relationship between condition indicators and ageing stresses, hence, to support a preventive and effective maintenance program. The object of this thesis is to investigate potential electrical aging indicators (diagnostic markers) testing various I&C cable insulations subjected to an accelerated multi-stress (thermal and radiation) aging.

Lambert-Eaton sera reduce low-voltage and high-voltage activated Ca2+ currents in murine dorsal root ganglion neurons.

Voltage-gated Ca2+ channels are categorized as either high-voltage activated (HVA) or low-voltage activated (LVA), and a subtype (or subtypes) of HVA Ca2+ channels link the presynaptic depolarization to rapid neuro-transmitter release. Reductions in transmitter release are characteristic of the autoimmune disorder, Lambert-Eaton syndrome (LES). Because antibodies from LES patients reduce Ca2+ influx in a variety of cell types and disrupt the intramembrane organization of active zones at neuromuscular synapses, specificity of LES antibodies for the Ca2+ channels that control transmitter release has been suggested as the mechanism for disease. We tested sera from four patients with LES. Serum samples from three of the four patients reduced both the maximal LVA and HVA Ca2+ conductances in murine dorsal root ganglion neurons. Thus, even though LES is expressed as a neuromuscular and autonomic disorder, our studies suggest that Ca2+ channels may be broadly affected in LES patients. To account for the specificity of disease expression, we suggest that incapacitation of only a fraction of the Ca2+ channels clustered at active zones would severely depress transmitter release. In particular, if several Ca2+ channels in a cluster are normally required to open simultaneously before transmitter release becomes likely, the loss of a few active zone Ca2+ channels would exponentially reduce the probability of transmitter release. This model may explain why LES is expressed as a neuromuscular disorder and can account for a clinical hallmark of LES, facilitation of neuromuscular transmission produced by vigorous voluntary effort.

Operator's manual for low voltage circuit testers.

"April 1975."

Antibacterial activity of low amperage and low voltage electric current (DC)

Infection is a major clinical problem associated with the use of intravenous catheters.The efficacy of a direct electric current (10µA, 9V) via electrode-conducting carbon impregnated catheters to prevent colonisation of catheters by micro-organisms was investigated. The range of organisms susceptible to 10µA was determined by a zone of inhibition test. The catheters acting as the anode and the cathode were inserted into a nutrient agar plate inoculated with a lawn of bacteria. There was no zone of inhibition observed around the anode. Organisms susceptible to 10µA at the cathode were Staphylococcus aureus (2 strains), Staphylococcus epidermidis (5 strains), Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae (2 strains each), and one strain of the following micro-organisms: Staphylococcus hominis, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans. The zones ranged from 6 to 16 mm in diameter according to the organisms under test. The zone size was proportional to the amperage (10 - 100 µA) and the number of organisms on the plate. Ten µA did not prevent adhesion of staphylococci to the cathode nor did it affect their growth in nutrient broth. However, it was bactericidal to adherent bacteria on the cathodal catheter and significantly reduced the number of bacteria on the catheter after 4 to 24 h application of electricity. The antimicrobial activity of low amperage electric current under anaerobic conditions and in the absence of chloride ions against bacteria attached to the surface of a current carrying electrode was also investigated.The mechanisms of the bactericidal activity associated with the cathode were investigated with S. epidermidis and S. aureus. The inhibition zone was greatly reduced in the presence of catalase. There was no zone around the cathode when the test was carried out under anaerobic conditions. Hydrogen peroxide was produced at the cathode surface under aerobic conditions, but not in the absence of oxygen. A salt-bridge apparatus was used to demonstrate further that hydrogen peroxide was produced at the cathode, and chlorine at the anode. The antimicrobial activity of low amperage electric current under anaerobic conditions and in the absence of chloride ions against bacteria attached to the surface of a current carrying electrode was also investigated. Antibacterial activity was reduced under anaerobic conditions, which is compatible with the role of hydrogen peroxide as a primary bactericidal agent of electricity associated with the cathode. A reduction in chloride ions did not significantly reduce the antibacterial activity suggesting chlorine plays only a minor role in the bactericidal activity against organisms attached to anodal electrode surfaces. The bactericidal activity of electric current associated with the cathode and H202 was greatly reduced in the presence of 50 μM to 0.5 mM magnesium ions in the test menstrum. Ten μA applied via the catheters did not prevent the initial biofilm growth by the adherent bacteria but reduced the number of bacteria in the biofilm by 2 log order aiter 24 h. The results suggested that 10 μA may prevent the colonisation of catheters by both the extra~ and intra-luminal routes. The localised production of hydrogen peroxide and chlorine and the intrinsic activity due to electric current may offer a useful method for the eradication of bacteria from catheter surfaces.

Why is it possible to detect doped regions of semiconductors in low voltage SEM:a review and update

There is an urgent need for fast, non-destructive and quantitative two-dimensional dopant profiling of modern and future ultra large-scale semiconductor devices. The low voltage scanning electron microscope (LVSEM) has emerged to satisfy this need, in part, whereby it is possible to detect different secondary electron yield values (brightness in the SEM signal) from the p-type to the n-type doped regions as well as different brightness levels from the same dopant type. The mechanism that gives rise to such a secondary electron (SE) contrast effect is not fully understood, however. A review of the different models that have been proposed to explain this SE contrast is given. We report on new experiments that support the proposal that this contrast is due to the establishment of metal-to-semiconductor surface contacts. Further experiments showing the effect of instrument parameters including the electron dose, the scan speeds and the electron beam energy on the SE contrast are also reported. Preliminary results on the dependence of the SE contrast on the existence of a surface structure featuring metal-oxide semiconductor (MOS) are also reported. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

Impacts of distributed generation on low-voltage distribution network protection

This paper reports work of a MEng student final year project, which looks in detail at the impacts that distributed generation can have on existing low-voltage distribution network protection systems. After a review of up-to-date protection issues, this paper will investigate several key issues that face distributed generation connections when it comes to network protection systems. These issues include, the blinding of protection systems, failure to automatically reclose, unintentional islanding, loss of mains power and the false tripping of feeders. Each of these problems impacts on protection systems in its own way. This study aims to review and investigate these problems via simulation demonstrations on one representative network to recommend solutions to practices.

Design and Evaluation of a Retrofittable Electric Snow Melting System for Pavements

Gemstone Team SnowMelt

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.

Mini-inversores para aproveitamento de energia fotovoltaica, com técnicas de MPPT, sincronismo e conexão com a rede de CA em BT, proteção de ilhamento, gerenciamento da energia e da operação

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Inversores integrados monofásicos e trifásicos para aplicações fotovoltaicas: técnicas para obtenção de mppt, detecção e proteção de ilhamento, sincronização e paralelismo com a rede de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Análise da qualidade de energia em sistemas de distribuição através de medição e fluxo de carga harmônico trifásico

Este trabalho apresenta uma análise da qualidade de energia realizado em um sistema real de distribuição de energia elétrica, a partir das diferentes classes de consumo atendida pela concessionária. O estudo foi realizado em duas etapas, sendo a primeira através de medições realizadas no secundário de transformadores da rede de distribuição que atende ao sistema da CEA (Companhia de Eletricidade do Amapá), previamente classificados por classe de atendimento sendo, classe comercial, residencial e mista. Através do estudo torna-se possível a identificação e a caracterização de fontes geradoras de harmônicos no sistema, possibilitando assim a análise do nível de injeção de harmônicos em sua rede de distribuição, bem como a avaliação dos impactos que essas fontes distribuídas de geração harmônica podem provocar na qualidade de energia fornecida pela concessionária. A etapa final do estudo apresenta o uso de um fluxo de carga harmônico trifásico, onde a partir do perfil harmônico obtido no estudo, é feita uma avaliação de forma global do sistema.