Placement and sizing evaluation of distributed generation in electric power systems

This paper presents a methodology for the placement and sizing evaluation of distributed generation (DG) in electric power systems. The candidate locations for DG placement are identified on the bases of Locational Marginal Prices (LMP's) obtained from an optimal power flow solution. The problem is formulated for two different objectives: social welfare maximization and profit maximization. For each DG unit an optimal placement is identified for each of the objectives.

Spatio-temporal dynamics of alpha brain electric fields, and cognitive modes

Brian electric activity is viewed as sequences of momentary maps of potential distribution. Frequency-domain source modeling, estimation of the complexity of the trajectory of the mapped brain field distributions in state space, and microstate parsing were used as analysis tools. Input-presentation as well as task-free (spontaneous thought) data collection paradigms were employed. We found: Alpha EEG field strength is more affected by visualizing mentation than by abstract mentation, both input-driven as well as self-generated. There are different neuronal populations and brain locations of the electric generators for different temporal frequencies of the brain field. Different alpha frequencies execute different brain functions as revealed by canonical correlations with mentation profiles. Different modes of mentation engage the same temporal frequencies at different brain locations. The basic structure of alpha electric fields implies inhomogeneity over time — alpha consists of concatenated global microstates in the sub-second range, characterized by quasi-stable field topographies, and rapid transitions between the microstates. In general, brain activity is strongly discontinuous, indicating that parsing into field landscape-defined microstates is appropriate. Different modes of spontaneous and induced mentation are associated with different brain electric microstates; these are proposed as candidates for psychophysiological ``atoms of thought''.

Field and depot maintenance manual : motor generators PU-20/C, PU-20A/C, PU-20B/C, PU-20C/C, and PU-33/C.

"12 July 1960."

Operator's manual including basic issue items list : test set, generator, and voltage regulator, automotive (Allen Electric and Equipment Co. model 30-82) (4910-270-3780).

"April 1965."

Generator set, electric, portable, diesel-driven skid-mounted, 30 KW, 60-cycle, 120/208 or 240/416 volt, 3-phase convertible to 50-cycle, 120/208 or 240/416 volt, 3- phase Stewart and Stevenson model WGD-3012 (less engine) /

Includes index.

Operator, organizational, direct and general support, and depot maintenance manual : load bank 0-30 KW, AC, portable, skid-mounted (Sun Electric Corp model GPT-3D-1) FSN 6115-964-1091 and (Sun Electric Corp model GPT-3D) FSN 6115-903-8174.

"August 1967."

Direct support and general support maintenance repair parts and special tools lists (including depot maintenance repair parts and special tools) for motor-generators PU-543/A and PU-543C/A, (NSN 6125-00-938-6539).

Includes index.

Organizational maintenance manual : motor generators PU-20/C, PU-20A/C, PU-20B/C, PU-20C/C, and PU-33/C.

"May 1960."

Depot packaging, depreservation, and field packaging instructions for nontactical generator sets and power plants : generator set, 700 kw electric (6115-00-596-3405) ...

"22 April 1983."

Using decision trees in economizer repair decision making

The economiser is a critical component for efficient operation of coal-fired power stations. It consists of a large system of water-filled tubes which extract heat from the exhaust gases. When it fails, usually due to erosion causing a leak, the entire power station must be shut down to effect repairs. Not only are such repairs highly expensive, but the overall repair costs are significantly affected by fluctuations in electricity market prices, due to revenue lost during the outage. As a result, decisions about when to repair an economiser can alter the repair costs by millions of dollars. Therefore, economiser repair decisions are critical and must be optimised. However, making optimal repair decisions is difficult because economiser leaks are a type of interactive failure. If left unfixed, a leak in a tube can cause additional leaks in adjacent tubes which will need more time to repair. In addition, when choosing repair times, one also needs to consider a number of other uncertain inputs such as future electricity market prices and demands. Although many different decision models and methodologies have been developed, an effective decision-making method specifically for economiser repairs has yet to be defined. In this paper, we describe a Decision Tree based method to meet this need. An industrial case study is presented to demonstrate the application of our method.

Technoeconomic analysis of an integrated microalgae photobioreactor, biodiesel and biogas production facility

As fossil fuel prices increase and environmental concerns gain prominence, the development of alternative fuels from biomass has become more important. Biodiesel produced from microalgae is becoming an attractive alternative to share the role of petroleum. Currently it appears that the production of microalgal biodiesel is not economically viable in current environment because it costs more than conventional fuels. Therefore, a new concept is introduced in this article as an option to reduce the total production cost of microalgal biodiesel. The integration of biodiesel production system with methane production via anaerobic digestion is proved in improving the economics and sustainability of overall biodiesel stages. Anaerobic digestion of microalgae produces methane and further be converted to generate electricity. The generated electricity can surrogate the consumption of energy that require in microalgal cultivation, dewatering, extraction and transesterification process. From theoretical calculations, the electricity generated from methane is able to power all of the biodiesel production stages and will substantially reduce the cost of biodiesel production (33% reduction). The carbon emissions of biodiesel production systems are also reduced by approximately 75% when utilizing biogas electricity compared to when the electricity is otherwise purchased from the Victorian grid. The overall findings from this study indicate that the approach of digesting microalgal waste to produce biogas will make the production of biodiesel from algae more viable by reducing the overall cost of production per unit of biodiesel and hence enable biodiesel to be more competitive with existing fuels.

A lightweight, modular robotic vehicle for the sustainable intensification of agriculture

This paper describes a lightweight, modular and energy efficient robotic vehicle platform designed for broadacre agriculture - the Small Robotic Farm Vehicle (SRFV). The current trend in farming is towards increasingly large machines that optimise the individual farmer’s productivity. Instead, the SRFV is designed to promote the sustainable intensification of agriculture by allowing farmers to concentrate on more important farm management tasks. The robot has been designed with a user-centred approach which focuses the outcomes of the project on the needs of the key project stakeholders. In this way user and environmental considerations for broadacre farming have informed the vehicle platform configuration, locomotion, power requirements and chassis construction. The resultant design is a lightweight, modular four-wheeled differential steer vehicle incorporating custom twin in-hub electric drives with emergency brakes. The vehicle is designed for a balance between low soil impact, stability, energy efficiency and traction. The paper includes modelling of the robot’s dynamics during an emergency brake in order to determine the potential for tipping. The vehicle is powered by a selection of energy sources including rechargeable lithium batteries and petrol-electric generators.

Wide-area damping control for inter-area oscillations using inverse filtering technique

In this study, a non-linear excitation controller using inverse filtering is proposed to damp inter-area oscillations. The proposed controller is based on determining generator flux value for the next sampling time which is obtained by maximising reduction rate of kinetic energy of the system after the fault. The desired flux for the next time interval is obtained using wide-area measurements and the equivalent area rotor angles and velocities are predicted using a non-linear Kalman filter. A supplementary control input for the excitation system, using inverse filtering approach, to track the desired flux is implemented. The inverse filtering approach ensures that the non-linearity introduced because of saturation is well compensated. The efficacy of the proposed controller with and without communication time delay is evaluated on different IEEE benchmark systems including Kundur's two area, Western System Coordinating Council three-area and 16-machine, 68-bus test systems.

Metaheurística para o Problema de Planejamento de Redes de Transmissão de Energia Elétrica com Redimensionamento

Com o passar do tempo, a demanda elétrica de diversas áreas varia tornando necessária a construção de novos geradores elétricos e a expansão da rede de transmissão de energia elétrica. Nesta dissertação, focamos no problema de expansão da rede de transmissão, assumindo que novos geradores estão construídos para suprir as novas demandas. Essa expansão exige altos investimentos que precisam ser cuidadosamente planejados. O problema pode ser modelado como um problema de otimização não linear inteira mista e pertence à classe dos problemas NP-difíceis. Desta forma, uma abordagem heurística pode ser adequada para a sua solução pois pode vir a fornecer boas soluções em tempo computacional aceitável. Esta dissertação se propõe a apresentar um estudo do problema de planejamento da expansão de redes de transmissão de energia elétrica estático e multiestágio. Mostramos o que já existe na literatura para o que é chamado de problema sem redimensionamento e as inovações feitas por nós para o problema com redimensionamento. Quanto aos métodos de solução, utilizamos a metaheurística GRASP para o problema estático e combinamos o GRASP com o procedimento Backward-Forward quando falamos em problema multiestágio. Nesta dissertação comparamos os resultados computacionais obtidos com resultados encontrados na literatura.

Uso Sustentável de Vapor

Em 2006, a IEA (Agência Internacional de Energia), publicou alguns estudos de consumos mundiais de energia. Naquela altura, apontava na fabricação de produtos, um consumo mundial de energia elétrica, de origem fóssil de cerca 86,16 EJ/ano (86,16×018 J) e um consumo de energia nos sistemas de vapor de 32,75 EJ/ano. Evidenciou também nesses estudos que o potencial de poupança de energia nos sistemas de vapor era de 3,27 EJ/ano. Ou seja, quase tanto como a energia consumida nos sistemas de vapor da U.E. Não se encontraram números relativamente a Portugal, mas comparativamente com outros Países publicitados com alguma similaridade, o consumo de energia em vapor rondará 0,2 EJ/ano e por conseguinte um potencial de poupança de cerca 0,02 EJ/ano, ou 5,6 × 106 MWh/ano ou uma potência de 646 MW, mais do que a potência de cinco barragens Crestuma/Lever! Trata-se efetivamente de muita energia; interessa por isso perceber o onde e o porquê deste desperdício. De um modo muito modesto, pretende-se com este trabalho dar algum contributo neste sentido. Procurou-se evidenciar as possibilidades reais de os utilizadores de vapor de água na indústria reduzirem os consumos de energia associados à sua produção. Não estão em causa as diferentes formas de energia para a geração de vapor, sejam de origem fóssil ou renovável; interessou neste trabalho estudar o modo de como é manuseado o vapor na sua função de transporte de energia térmica, e de como este poderá ser melhorado na sua eficiência de cedência de calor, idealmente com menor consumo de energia. Com efeito, de que servirá se se optou por substituir o tipo de queima para uma mais sustentável se a jusante se continuarem a verificarem desperdícios, descarga exagerada nas purgas das caldeiras com perda de calor associada, emissões permanentes de vapor para a atmosfera em tanques de condensado, perdas por válvulas nos vedantes, purgadores avariados abertos, pressão de vapor exageradamente alta atendendo às temperaturas necessárias, “layouts” do sistema de distribuição mal desenhados, inexistência de registos de produção e consumos de vapor, etc. A base de organização deste estudo foi o ciclo de vapor: produção, distribuição, consumo e recuperação de condensado. Pareceu importante incluir também o tratamento de água, atendendo às implicações na transferência de calor das superfícies com incrustações. Na produção de vapor, verifica-se que os maiores problemas de perda de energia têm a ver com a falta de controlo, no excesso de ar e purgas das caldeiras em exagero. Na distribuição de vapor aborda-se o dimensionamento das tubagens, necessidade de purgas a v montante das válvulas de controlo, a redução de pressão com válvulas redutoras tradicionais; será de destacar a experiência americana no uso de micro turbinas para a redução de pressão com produção simultânea de eletricidade. Em Portugal não se conhecem instalações com esta opção. Fabricantes da República Checa e Áustria, têm tido sucesso em algumas dezenas de instalações de redução de pressão em diversos países europeus (UK, Alemanha, R. Checa, França, etc.). Para determinação de consumos de vapor, para projeto ou mesmo para estimativa em máquinas existentes, disponibiliza-se uma série de equações para os casos mais comuns. Dá-se especial relevo ao problema que se verifica numa grande percentagem de permutadores de calor, que é a estagnação de condensado - “stalled conditions”. Tenta-se também evidenciar as vantagens da recuperação de vapor de flash (infelizmente de pouca tradição em Portugal), e a aplicação de termocompressores. Finalmente aborda-se o benchmarking e monitorização, quer dos custos de vapor quer dos consumos específicos dos produtos. Esta abordagem é algo ligeira, por manifesta falta de estudos publicados. Como trabalhos práticos, foram efetuados levantamentos a instalações de vapor em diversos sectores de atividades; 1. ISEP - Laboratório de Química. Porto, 2. Prio Energy - Fábrica de Biocombustíveis. Porto de Aveiro. 3. Inapal Plásticos. Componentes de Automóvel. Leça do Balio, 4. Malhas Sonix. Tinturaria Têxtil. Barcelos, 5. Uma instalação de cartão canelado e uma instalação de alimentos derivados de soja. Também se inclui um estudo comparativo de custos de vapor usado nos hospitais: quando produzido por geradores de vapor com queima de combustível e quando é produzido por pequenos geradores elétricos. Os resultados estão resumidos em tabelas e conclui-se que se o potencial de poupança se aproxima do referido no início deste trabalho.