Energy resource management in smart grids considering an Intensive use of electric vehicles

The introduction of electricity markets and integration of Distributed Generation (DG) have been influencing the power system’s structure change. Recently, the smart grid concept has been introduced, to guarantee a more efficient operation of the power system using the advantages of this new paradigm. Basically, a smart grid is a structure that integrates different players, considering constant communication between them to improve power system operation and management. One of the players revealing a big importance in this context is the Virtual Power Player (VPP). In the transportation sector the Electric Vehicle (EV) is arising as an alternative to conventional vehicles propel by fossil fuels. The power system can benefit from this massive introduction of EVs, taking advantage on EVs’ ability to connect to the electric network to charge, and on the future expectation of EVs ability to discharge to the network using the Vehicle-to-Grid (V2G) capacity. This thesis proposes alternative strategies to control these two EV modes with the objective of enhancing the management of the power system. Moreover, power system must ensure the trips of EVs that will be connected to the electric network. The EV user specifies a certain amount of energy that will be necessary to charge, in order to ensure the distance to travel. The introduction of EVs in the power system turns the Energy Resource Management (ERM) under a smart grid environment, into a complex problem that can take several minutes or hours to reach the optimal solution. Adequate optimization techniques are required to accommodate this kind of complexity while solving the ERM problem in a reasonable execution time. This thesis presents a tool that solves the ERM considering the intensive use of EVs in the smart grid context. The objective is to obtain the minimum cost of ERM considering: the operation cost of DG, the cost of the energy acquired to external suppliers, the EV users payments and remuneration and penalty costs. This tool is directed to VPPs that manage specific network areas, where a high penetration level of EVs is expected to be connected in these areas. The ERM is solved using two methodologies: the adaptation of a deterministic technique proposed in a previous work, and the adaptation of the Simulated Annealing (SA) technique. With the purpose of improving the SA performance for this case, three heuristics are additionally proposed, taking advantage on the particularities and specificities of an ERM with these characteristics. A set of case studies are presented in this thesis, considering a 32 bus distribution network and up to 3000 EVs. The first case study solves the scheduling without considering EVs, to be used as a reference case for comparisons with the proposed approaches. The second case study evaluates the complexity of the ERM with the integration of EVs. The third case study evaluates the performance of scheduling with different control modes for EVs. These control modes, combined with the proposed SA approach and with the developed heuristics, aim at improving the quality of the ERM, while reducing drastically its execution time. The proposed control modes are: uncoordinated charging, smart charging and V2G capability. The fourth and final case study presents the ERM approach applied to consecutive days.

Fuzzy Monte Carlo model for transmission power systems reliability based decision making

This thesis presents the Fuzzy Monte Carlo Model for Transmission Power Systems Reliability based studies (FMC-TRel) methodology, which is based on statistical failure and repair data of the transmission power system components and uses fuzzyprobabilistic modeling for system component outage parameters. Using statistical records allows developing the fuzzy membership functions of system component outage parameters. The proposed hybrid method of fuzzy set and Monte Carlo simulation based on the fuzzy-probabilistic models allows catching both randomness and fuzziness of component outage parameters. A network contingency analysis to identify any overloading or voltage violation in the network is performed once obtained the system states. This is followed by a remedial action algorithm, based on Optimal Power Flow, to reschedule generations and alleviate constraint violations and, at the same time, to avoid any load curtailment, if possible, or, otherwise, to minimize the total load curtailment, for the states identified by the contingency analysis. For the system states that cause load curtailment, an optimization approach is applied to reduce the probability of occurrence of these states while minimizing the costs to achieve that reduction. This methodology is of most importance for supporting the transmission system operator decision making, namely in the identification of critical components and in the planning of future investments in the transmission power system. A case study based on Reliability Test System (RTS) 1996 IEEE 24 Bus is presented to illustrate with detail the application of the proposed methodology.

Estratégias de implementação de plataformas de e-maintenance na indústria: desenvolvimento de uma aplicação para um sistema logístico de viaturas

Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

Sistema de treino para pilotos de parapente

Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

Modified particle swarm optimization for day-ahead distributed energy resources scheduling including vehicle-to-grid

Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

Eficiência energética, aplicação em edifícios de serviços: o caso do hospital do ICUF

Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

Gestão de instalações eléctricas para optimização do desempenho, eficiência e qualidade de energia em grandes edifícios com integração de Miniprodução

As alterações climáticas e as emissões de CO2 são questões que suscitam a nível internacional e nacional o desenvolvimento de estratégias que atenuem os seus impactes. A Eficiência Energética (EE) é essencial para que num futuro próximo não haja impactes significativos no meio ambiente devido a elevado e ineficiente consumo energético. A União Europeia (UE) e Portugal têm desenvolvido políticas e programas que estimulam a eficiência energética, bem como a diminuição de gases com efeito de estufa (GEE) e a promoção da utilização de fontes de energia renovável. Por outro lado vivemos numa sociedade que passa cerca de 80% do seu tempo em edifícios e, nestes, é consumida 40% da energia mundial. Com uma dependência energética superior a 80%, Portugal tem vindo a apostar, nos últimos anos, em fontes de energia renovável. Esta aposta serve como substituição de fontes, mas não leva directamente à redução de consumos. A redução da factura de energia só pode ser atingida com uma maior eficiência energética e melhores práticas de gestão de energia em edifícios, transportes e industria. Esta dissertação centra-se especificamente num conjunto de edifícios públicos, património municipal da autarquia de Matosinhos, cujo modelo de fornecimento da energia eléctrica é passível de análise crítica no sentido de uma optimização radical ao nível da concepção da rede e exploração, com consequente redução de custos ao nível da facturação. Esta nova metodologia de exploração e gestão de sistemas eléctricos incidirá na criação de um “campus” energético autárquico resultante do novo layout da rede e respectivo fornecimento de energia a partir da rede de distribuição pública. O estudo permitirá fornecer ferramentas fundamentais para a gestão municipal e empresarial ao nível da sustentabilidade energética nos edifícios públicos com abrangência aos serviços empresariais. De referir que a gestão das instalações eléctricas para optimização do desempenho, eficiência e qualidade de energia é aplicável aos 308 municípios nacionais com relevância para as empresas que apresentam consumos significativos nos seus edifícios. Enquanto funcionário da Câmara Municipal de Matosinhos, este município foi uma escolha natural como referência, na análise da relação existente entre a administração local e a gestão da energia. Para ajudar à análise foi efectuado um benchmarketing a cinco edifícios municipais: Edifício dos Paços do Concelho, Biblioteca Municipal Florbela Espanca, Palacete Visconde Trevões, ex-Edifício dos SMAS e Edifício do ex-Tribunal, visando potenciar a correcta gestão de energia destes edifícios por parte das entidades que os gerem, perante novas oportunidades de melhoria e soluções encontradas. Como contributo às metas impostas pela Directiva 2009/28/CE para 2020, a qual prevê uma redução de 20% no consumo final de energia através da eficiência energética, a incorporação de 20% de energia renovável no consumo energético global e a consequente redução em 20% da emissão de GEE, é apresentado um estudo ao nível de um parque fotovoltaico com a componente técnica e económica.

Auditorias energéticas em ambiente industrial

Gestão de Energia e Sustentabilidade são os pilares em que assenta esta dissertação, realizada no âmbito da Energia Elétrica em Ambiente Industrial. Neste sentido, deve entender-se “Gestão de Energia” como o planeamento de operações nas unidades de produção e de consumo. Tem como objetivos a conservação dos recursos, proteção climática e redução de custos, para que seja possível o acesso permanente à energia de que necessitamos. “Sustentabilidade”, por definição, é uma caraterística ou condição de um processo ou de um sistema que permite a sua permanência, até um determinado nível, por um determinado prazo. A Indústria Têxtil, da região do Vale do Ave, por ser extensa e muito heterogénea, quer na qualidade, quer na dimensão e nos recursos que utiliza, apresentou-se como uma oportunidade para aplicar os conhecimentos adquiridos, nas diversas disciplinas do Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Área de Sistemas Eléctricos de Energia e como meio condutor à tentativa de optimização e racionalização do consumo de Energia Elétrica no Sector. O modelo encontrado para dar uma resposta satisfatória ao inicialmente proposto foi a Auditoria Energética. Neste sentido, foram realizadas visitas às instalações industriais, para o levantamento e recolha de informação, que posteriormente viria a ser analisada e, com base na mesma, tentou apresentar-se um conjunto de soluções que visassem a eficiência Energética do sector. Com o decorrer das visitas, surgiu a necessidade de criar um modelo, que servisse de guia da auditoria. Algo que seria um bloco de notas, mas específico, de forma a não perder a informação recolhida. Então foi desenvolvida uma aplicação para IPAD/IPHONE, o que permite também a recolha e armazenamento de fotografias, que aqui tem um papel fundamental. Salienta-se que as expectativas foram ao encontro do esperado, pois o que se encontrou foi um número significativo de empresas a precisar deste contributo. Atuando no “combate” ao consumo desnecessário e ao desperdício, é estar a contribuir ativa e positivamente, no desenvolvimento próspero da temática de Sustentabilidade Energética.

Supressão de transitórios de ligação de um transformador com um contactor electrónico

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

Caracterização experimental de díodos a temperaturas criogénicas

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

Diseño y construcción de un vehículo autoguiado

Este proyecto tiene por objetivo desarrollar y construir un vehículo inteligente capaz de transportar y conferir movilidad a un brazo manipulador. El conjunto será capaz de, entre otras prestaciones, efectuar transferencia de piezas y partes entre celdas de un sistema de producción flexible o entre diversas secciones en una planta industrial, realizar tareas en zonas agresivas, peligrosas o contaminadas en forma autónoma o telecomandada, etc. Se pretende además que el vehículo conforme un banco de ensayos móvil donde se demuestren y desarrollen tecnologías relacionadas con los procesos automáticos de manufactura. (...) Se prevén las siguientes etapas: a.- Construcción de la plataforma base (estructural) con sus sistemas asociados (guiado, potencia, control y frenado). b.- Desarrollo de un sistema de navegación inercial en el plano. b.1.- Plataforma inercial: construcción de sus transductores, montaje, integración, ensayo. b.2.- Desarrollo del software para navegación inercial. c.- Desarrollo de un sistema de navegación por reconocimiento del entorno. c.1.- Desarrollo de los algoritmos de reconocimiento de imágenes y correlación de las mismas (en colaboración con la Facultad Regional Mendoza). c.2.- Desarrollo de los algoritmos de navegación por medio de reconocimiento del entorno. d.- Desarrollo de un sistema de guiado básico destinado a servir de soporte a los sistemas anteriores. La secuencia de tareas es: Año 1: Tareas a) y d). Comienzo de b) y c). Año 2: Prosecución de tareas b) y c). Año 3: Conclusión. Documentación final.

Efectos reglamentarios y jurisdiccionales del derecho comunitario Andino sobre el derecho administrativo colombiano

Este trabajo se soporta sobre una base conformada por dos conceptos, que constituyen el horizonte contextual de la investigación: Derecho Administrativo y Comunidad de integración. Es claro que al hablar de una Comunidad de integración específica como la Comunidad Andina (CAN), incide de forma directa en la actividad del derecho administrativo.Ha sido necesario que los países que conforman los grupos de integración económica cedan parte de sus competencias para crear un ordenamiento jurídico de orden supranacional, el cual modifica la dinámica social de las relaciones comerciales y afecta la estructura de la administración pública, haciendo que el derecho administrativo no se limite a interactuar solo con derecho nacional. Esta mutua dependencia de las políticas internas y las regionales se realiza, entonces, cada vez que existe participación y compromiso de los Estados frente a las decisiones, de carácter vinculante o no. En esa medida surge el problema de investigación tendiente a esclarecer cómo ha sido la adopción de las decisiones e interpretaciones, emanadas de los mecanismos oficiales del Derecho Comunitario Andino, en el ordenamiento jurídico colombiano. La existencia de varios puntos de vista con respecto a la obligatoriedad o no de dicha adopción, moldea un tema de suficiente amplitud y profundidad para ser estudiado en un trabajo de investigación.

Turbulencia empresarial en Colombia : el caso de sector de autopartes

Este documento contiene una descripción del sector de las autopartes en Colombia. Hace unos años, este sector experimentó una contracción de la demanda como resultado de la recesión mundial, las altas tasas de desempleo y la débil motivación para el consumo; sin embargo, actualmente es un sector dinámico, que incluye la forja, la fundición, el mecanizado, la tapicería, los sistemas eléctricos, el caucho y el vidrio, entre otros servicios y productos. Las piezas que más se comercian en Colombia son los amortiguadores, los frenos, las luces direccionales, las llantas, las baterías y las partes eléctricas, entre otras. Su demanda es elevada debido al desgaste que padecen algunas de estas piezas, que por seguridad y por fuerza de la normatividad deben ser reemplazadas. Además, las ventas de autos presentaron cifras récord el año pasado. Cabe mencionar que con la entrada en vigor en el año 2012 del tratado de libre comercio (TLC) entre Colombia y Estados Unidos han surgido mitos y expectativas entre los consumidores, quienes se están absteniendo de comprar carros para esperar a que, supuestamente, los precios disminuyan. Angie Baquero, Paola Piza, Sergio Tovar, Hugo Alberto Rivera 6 Este documento, realizado de manera conjunta por estudiantes de la Especialización en Gerencia de Negocios Internacionales de la Facultad de Administración y el profesor Hugo Alberto Rivera, pretende contribuir al trabajo de la línea de investigación en Perdurabilidad Empresarial de la Facultad de Administración en la forma como las empresas colombianas de este sector enfrentan la turbulencia. Para ello se emplea la metodología del análisis estructural de sectores estratégicos (AESE), que tiene como finalidad contribuir a los tomadores de decisiones de las organizaciones a percibir acertadamente lo que ocurre en su entorno, en lo relativo a sus competidores, clientes, productos, supuestos, etc. Para realizar el análisis inicialmente se hizo una recolección de información cuantitativa, en particular sobre los estados financieros de las empresas, para realizar un análisis de hacinamiento cuantitativo. Luego se desarrolló un estudio de imitación de las prácticas de las empresas y se contrastó con el panorama competitivo. Este contraste permite reconocer las manchas blancas presentes en el sector estratégico, observar las oportunidades con que cuentan sus estrategas y determinar la concentración del sector, los problemas que puede afrontar y sus oportunidades de crecimiento. Posteriormente se realizó un análisis de las fuerzas del mercado con la metodología de análisis sectorial, que ha sido utilizada por un gran número de empresarios para hacer diagnósticos internacionales de ventaja competitiva sostenible. Con este panorama las empresas pueden definir el modelo de negocio que deben seguir: por segmentación, por diferenciación o por costo. El modelo de las fuerzas permite crear el modelo de negocio de la empresa. Por último, se hizo un análisis de los competidores por medio de la prueba de crecimiento potencial sostenible

Análisis del sector de energía eléctrica colombiano y regional-negociación de energía eléctrica CEMEX Colombia SA

En el área de Abastecimiento de CEMEX COLOMBIA SA se encuentra el foco de las negociaciones con proveedores de la empresa. Es en esta área donde se realizan contratos a largo plazo con las empresas que suministran los insumos vitales para la producción de cemento y concreto. Uno de estos insumos es la energía eléctrica. Necesaria en todo proceso productivo, la energía eléctrica se convierte, entonces, en una de las negociaciones más críticas para la empresa teniendo en cuenta el impacto en la operación y en el gasto. De igual forma, toda negociación requiere de un estudio riguroso previo por medio del cual se llegue a una postura informada al momento de negociar. Es así como CEMEX COLOMBIA SA, a través de sus negociadores, se prepara investigando el mercado nacional y regional de energía eléctrica, sus variables influyentes y las proyecciones de desarrollo. Luego de esta investigación y del análisis del sector, CEMEX COLOMBIA SA asume una posición firme en la que sabe que los planes de expansión y el desarrollo esperado del sector plantean un mercado con capacidad instalada suficiente para el suministro de energía hasta 2017. De esta manera, se cierra un contrato a dos años con Emgesa, filial de la multinacional española Endesa.

Electricidad, Electrónica.

La reproducción y distribución de este vídeo en Canarias ha sido llevada a cabo por el Programa de Medios Audiovisuales de la Dirección General de Promoción Educativa del Gobierno de Canarias. La duración de la cinta de vídeo es de venticinco minutos