PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA (PPGEE)

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

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(83)32167857

Disertaciónes/Tesis


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2024
Descripción
  • ANDRÉIA DA SILVA GOMES
  • Estimação Paramétrica da Impedância de uma Rede Elétrica Conectada a uma Geração Fotovoltaica
  • Asesor : DARLAN ALEXANDRIA FERNANDES
  • Fecha: 27-feb-2024
  • Hora: 14:00
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  • A better understanding of grid impedance is essential to assess stability, improve power quality and control of Distributed Generation Systems (DSGs), as well as perform safe connection or reconnection to the utility grid. As a result of increasing network impedance variability, interest in impedance estimation techniques has increased considerably. This work presents a computational method that performs the parametric estimation of the impedance on the electrical network side and online, for a system that contains a photovoltaic generation connected to an electrical network. The numerical methods of Newton-Raphson and Finite Differences are used for a subsequent performance comparison. A simulation platform containing the entire electrical network together with the numerical methods was built in a Simulink/MATLAB® environment to estimate the impedance as the final result of the process. In the final version of the work, the results will be corroborated with the aid of a real-time simulator available in the laboratory.
  • EDSON PEREIRA DE CASTILHO JUNIOR
  • Detecção Acústica de Vazamento de Gás em Plataforma de Petróleo Offshore
  • Fecha: 31-ene-2024
  • Hora: 14:00
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  • Current gas leak detecting systems on oil and gas offshore platforms are still insufficient to reach an appropriate automatic detection rate. Sometimes, leaks are only found in the operational rounds made by the workers, through the human senses, which is undesirable for safety reasons. The present work deals with a gas leakage phenomenon experimental study based on acoustic signal feature extraction emitted by this type of event in offshore platform environment. The search for appropriate features extractors to gas leak events is fundamental to create a solution in machine learning in order to increase the automatic detection rate.
2023
Descripción
  • WELLINGTON FERREIRA FELIPE
  • Correção do Fator de Potência do Serviço Auxiliar de Média Tensão da Hidroelétrica de Sobradinho/Chesf por meio da Planta Fotovoltaica Flutuante
  • Fecha: 29-sep-2023
  • Hora: 14:00
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  • This work presents a proposal to correct the power factor in the 13.8 kV auxiliary service bar of the Sobradinho hydroelectric plant using the DC-AC converter, which is part of a photovoltaic generation system from Chesf (Companhia Hidroeléctrica do São Francisco). The set of photovoltaic panels forms a floating plant located in the lake of the SobradinhoBA hydroelectric plant. The idea of the work consists of using a control technique based on αβ/dq components to insert reactive power through the three-phase inverter of the photovoltaic plant at the point of connection to the plant’s 13.8 kV auxiliary service hydropower and improve the power factor. For the study, a computational model of the photovoltaic plant, energy processing and connection to the electrical grid will be developed, using the Simulink/MATLAB® platform. To validate the results obtained from the simulations developed in the Simulink environment, the model was implemented in the OPAL-RT real-time simulator, available in the Electrical Systems Optimization laboratory (LOSE) at the Federal University of Paraíba (UFPB).
  • JULIENE DOS SANTOS DAVI MUNIZ
  • Desenvolvimento de um Nariz Eletrônico para Monitoramento de Gases Poluentes em Aterros Sanitários
  • Fecha: 29-sep-2023
  • Hora: 13:00
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  • The biogas generated from the degradation of urban solid waste in landfills is composed of various gases, including gases that contribute to global warming and toxic gases harmful to the health of both humans and animals. Monitoring the concentration of these gases in landfills and their surroundings is of great importance as it allows for assessing the potential air contamination caused by biogas generation in the landfill and proposing ways to minimize it. This work aims to develop an electronic nose capable of identifying the gases present in biogas and measuring their concentrations, using an Artificial Neural Network. Several gas sensors were selected and a printed circuit board was fabricated with the sensors and their signal conditioning circuits. A signal acquisition system for the sensors was developed using Labview software, which collects data read by the sensors and saves them in a spreadsheet, used for data analysis and training an Artificial Neural Network for gas identification and concentration measurement. After several data acquisition sessions from the sensors, the input and output data were organized into a single spreadsheet, which was used as a neural network model. The results obtained from the training of the neural network showed that it was possible to make predictions of gas concentrations, with a mean squared error less than 1, for most of the target gases considered, which proves the accuracy of the developed system.
  • GERALDO LANDIM DE FRANÇA NETO
  • Projeto Ótimo de Redes Coletoras de Média Tensão em Parques Eólicos
  • Fecha: 19-sep-2023
  • Hora: 08:00
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  • Renewable energies are a topic of crucial importance on the world stage. Wind energy occupies an increasing percentage in the energy matrix of countries, and it is no different here in Brazil. The opening of the energy market ends up demanding techniques and tools that help investors in making decisions for medium and long-term investments. One of the main issues related to the construction of wind farms is related to the cost of infrastructure and electrical losses associated with the internal distribution network that connects the wind turbines with each other and with the plant's substation. For this, an integer linear programming model is proposed, which optimizes the definition of the topography of the internal network of the plant and the types of conductors to be used. Variations of the original model are presented with changes in restrictions and inclusion of new variables, such as the cost of line inputs in substations, loss factor and investment analysis considering the net present value.
  • LUCAS FABRICIO MEDEIROS DE LUCENA
  • Controle Preditivo Baseado em Modelo Aplicado a um Sistema com Gerador de Indução Duplamente Alimentado para Conexão com Microrredes CC
  • Fecha: 05-sep-2023
  • Hora: 14:30
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  • The use of renewable sources in electricity generation is the main solution found to meet the demand for electricity in a clean and sustainable way. Among these sources, wind energy stands out, growing both in Brazil and in the world, being installed on land or at sea. The generator model that has been consolidating for this energy source is the doubly fed induction generator (DFIG), with the ability to operate at variable speed and also control active and reactive power in a decoupled way. Through the growth of direct current (DC) microgrids, which can connect several generating sources to the same bus without needing to synchronize them and feed loads of different frequencies with inverters, wind system studies have been evaluated and implemented in these grids in order to take advantage of this configuration. Thus, this work uses the DFIG topology connected to the DC grid through a diode rectifier on the stator side (DFIG-DC), controlling only the rotor side converter with the finite control set model predictive control (FCS-MPC). This technique stands out both for its simplicity in using the mathematical model of the plant as the basis of its control, and also for its high dynamic performance. In this way, the behavior of the system is analyzed for two different controls: predictive current control (PCC) and predictive torque (and flux) control (PTC), performing comparisons of the main variables in steady state and transient. The system was simulated using so f twares PSIM ®, Matlab ® e DevC++ ® and implemented experimentally in the laboratory for the purpose of validate the operation of the techniques in the generation system.
  • THAIS LIMA SANTOS
  • Um Novo Inversor Híbrido de Cinco Níveis: Estudo, Operação e Controle da Tensão do Capacitor Flutuante
  • Fecha: 04-sep-2023
  • Hora: 16:00
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  • This paper proposes the analysis and control of a five-level DC/AC inverter with a reduced number of power switches. The considered hybrid topology is a combination of a three-level Flying Capacitor (FC) inverter and a Neutral-Point Clamped (NPC) inverter. The number of levels in the FC converter is increased to four by changing the voltage ratio between the DC bus and the voltage across the floating capacitor terminals. The reduction in the number of components leads to a decrease in the number of auxiliary and control circuits, as well as a reduction in the converter's volume compared to conventional topologies. In this configuration, it is necessary to control the voltage across the floating capacitor terminals at one-fourth of the bus voltage to ensure proper operation. Therefore, a control technique is presented using PulseWidth Modulation (PWM), which allows regulating this voltage and generating the required voltage levels for the inverter's operation. To enable operation from low voltage, a configuration is proposed where the inverter is integrated with a voltage-boosting CC-CC converter with a reduced number of bus capacitors. An analysis of conduction and switching losses in the semiconductors, as well as voltage, current, and thermal stresses, along with total harmonic distortion in the generated currents and voltage, is presented to evaluate the topology's performance. Simulation results validate the operation principles of the converters and the applied PWM techniques, as well as the control strategies used.
  • RICARDO WAGNER CORREIA GUERRA FILHO
  • DETECÇÃO DE OUTLIERS EM CURVAS DE DEMANDA DE ENERGIA BASEADO NO ALGORITMO TEDA RECURSIVO
  • Fecha: 28-ago-2023
  • Hora: 09:00
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  • The detection ofoutliers is an important problem that has been researched in several areas and application domains. Many outlier detection techniques have been developed specifically for certain application domains, while others are more generic. Outliers can be of different types, in this work we will address outliers of the type punctual (global) and contextual. The present work aims to detect these failures that occurred during the measurement or communication, and to correct these failures in order to give more reliability to the set. The study was carried out using some clustering algorithms to label outliers(clustering), KNN classification algorithm for detecting outliers(classification), Autoencoders deep learning algorithms and TEDA auto evolutive algorithms. For the correction of outliers, linear interpolation is used. Comparisons of results between techniques such as Z-Score, Modified Z-Score, K-Means, C-Means, Autoencoders, Sparsed Autoencoders, TEDA and TEDA Diff are also provided, and these comparisons are evaluated according to the metrics used in the literature. In order to verify the performance of the proposed techniques, active power data from an energy substation in the state of Paraíba were used. This work provided a better understanding of the different directions in which research was carried out on the topic of outliers detection and how the techniques developed in one area (such as TEDA) can be applied in domains for which they were not originally intended, where for different scenarios of outliers in an electrical demand curve, a matthew’s correlation coefficient was always higher than 0.70, above average when compared to the other tested techniques.
  • PEDRO AQUINO DE ALCÂNTARA
  • ESTRATÉGIAS ANTI-WINDUP E CORTE DE CARGA PARA SUAVIZAÇÃO DE TRANSIÇÕES EM UM GERENCIAMENTO DE ENERGIA MULTI-LOOP DE MICRORREDES ILHADAS COM GERAÇÃO ÚNICA
  • Fecha: 29-jun-2023
  • Hora: 08:00
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  • O grande desenvolvimento dos sistemas de geração distribuída (GD) e sua inserção na rede principal tornou o conceito de microrredes alvo de muitas pesquisas. Fontes de energia renovável (FER) como sistemas fotovoltaicos (PV) e eólicos representam uma grande parte das unidades de GD uma vez que foram desenvolvidas para substituir fontes de energia não limpas. Ainda assim, tem sido um desafio viabilizar operações de FER em ambientes insulares de MG, principalmente naqueles formados por sistemas fotovoltaicos. O comportamento intermitente dos RES e sua falta de reserva de energia provocaram muitos problemas como desvios de tensão e frequência. Por esta razão, os dispositivos de armazenamento de energia, como os sistemas de armazenamento de energia por bateria (BESS), representam uma importante solução para suporte de energia em sistemas ilhados devido à sua rápida resposta a interrupções. Várias estratégias foram estudadas para fornecer ambientes de microrredes autônomos com gerenciamento de energia para manter o equilíbrio entre geração de energia e demanda de carga. No entanto, situações críticas em que a microrrede é composta por apenas um sistema de geração têm sido pouco abordadas. Nesses casos, a limitação física do BESS instiga decisões cruciais para manter o equilíbrio da rede, como o corte de potência de geração, quando os limites de carregamento do BESS são atingidos, e o corte de carga, quando BESS atinge os limites de descarga. Este trabalho estuda uma estratégia de gerenciamento de energia multi-loop para uma microrrede trifásica, ilhada e formada por uma unidade de geração fotovoltaica com BESS, incluindo controle formador de rede baseado em controle droop para o inversor fonte de tensão (VSI), incluindo uma regulação de frequência/tensão secundária, e malhas de controle Proporcional-Ressonante. Para entender melhor o comportamento da unidade, a operação é dividida em estados. A transição entre os estados é realizada pela estratégia multi-loop sempre que o BESS atingir algum limite. No entanto, é extremamente necessário garantir transições de estado suaves para evitar variações prejudiciais de corrente e tensão. Como a estratégia é baseada em controladores Proporcionais-Integrais, a limitação física do BESS pode ocasionar erros constantes de regime permanente e conseqüentemente windup da integração. Este problema é extremamente indesejável, pois pode causar atrasos de decisão e/ou transientes indesejados durante a transição de estados. Este trabalho propõe o uso de técnicas anti-windup de integração em controladores PI para melhorar as transições de estado. Duas técnicas anti-windup bem conhecidas são comparadas a fim de avaliar um comportamento mais suave. Além disso, este trabalho fornece uma estratégia aprimorada de corte de carga com base na tensão do barramento CC da unidade para manter o equilíbrio de potência em casos de baixa disponibilidade de geração. Os resultados mostraram que métodos anti-windup são essenciais para evitar transientes indesejados, atrasos de decisão e oscilações prejudiciais de corrente/tensão durante as transições de estado de operação. Dois métodos anti-windup foram testados: clamping e back-calculation. Ambos apresentaram desempenhos extremamente satisfatórios. No entanto, a técnica back-calculation mostrou um melhor desempenho em situações em que o estado de carga (SoC) do BESS precisa ser regulado. Essa técnica apresentou uma melhor resposta evitando under e overshoots dos controladores durante as transições. Por fim, o trabalho foi desenvolvido por meio de simulações no Matlab/Simulink.
  • DIÓGENES MONTIEL RODRIGUES DE SOUSA
  • Introdução de Veículos Elétricos no alimentador JPS B-l6
  • Fecha: 30-may-2023
  • Hora: 14:00
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  • The introduction of Electric Vehicles is a reality in the world, due, among other factors, to the concern with the emission of pollutants from combustion engines. This load entry can generate some difficulties for electrical systems globally or regionally. Therefore, this document addresses a study on the impacts of Electric Vehicles on the Energisa JPS Bl-6 feeder, which was implemented using the Distributor’s Geographic Database. The system modeling is built in Simulink/MATLAB®, with time domain simulations. The analysis of impacts includes the capacity of the feeders, in terms of voltage and power, as well as the Load Factor. In addition, some solutions were suggested as a way of mitigating the impacts that the excess charge of Electric Vehicles would add to the demand of the feeder. These solutions will be analyzed in detail, in order to verify if it would bring satisfactory results and the investment would be worthwhile. Thus, the aim is to perform energy management with the introduction of the Battery Bank in the feeder so that it works as an auxiliary service of the system.
  • CAMILA MACIEL ANDRADE
  • Expert system for HVDC substation maintenance using the multi-criteria decision-making support methodology
  • Fecha: 31-mar-2023
  • Hora: 14:00
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  • Brazilian HVDC (High Voltage Direct Current) transmission systems are relevant to the electricity sector due to their ability to transmit a bulk of energy over large distances. Performing equipment maintenance is the most effective way to increase the reliability of HVDCs that are critical to maintaining systemic stability. Annually, in the preferential period between September and November, each one of the HVDCs in Brazil has 80 hours to perform scheduled maintenance with shutdown of equipment that is part of the converter transmission function without payment of a variable portion. HVDC substations are characterized by a amount greater than 1000 equipments in your configuration, that is, a high value in relation to the majority of substations in alternating current because of this, carrying out an optimized planning so that during the 80 hours of shutdown the greatest possible amount of corrective and preventive maintenance is performed becomes a problem. In this way, the present work proposes the development of an Expert System for HVDC substation maintenance using the methodology of the multi-criteria decision making methodology with the application of the Analytic Hierarchy Process (AHP) method.The following criteria were considered for the analysis: reliability, equipment cost, variable portion, equipment replacement time, and historical alarms and events. As a result, a simplified demonstration of the equipment hierarchy of an HVDC substation was obtained, which must be prioritized for maintenance in the annual shutdown, and thus help in the planning of activities.
  • LEVI DA COSTA PIMENTEL
  • DETECTION AND CORRECTION OF OUTLIERS IN ENERGY DEMAND CURVES USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS AUTOENCODERS
  • Fecha: 30-mar-2023
  • Hora: 15:00
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  • One of the main problems found in Smart Grids is the occurrence of outliers, which can corrupt this data, thus distorting the information brought by them, making it difficult for the electrical system controllers to make decisions based on this information. Therefore, this work proposes an integrated outlier detection and correction methodology, based on artificial neural networks. More specifically, a detection system based on Autoencoders was developed, with the aid of a softmax layer, and a correction system based on Autoencoders. The proposed methodology was contemplated in several scenarios, using data from a real substation, where the influence of the variation in the number of outliers present in the database, as well as the variation of their amplitude, on the functioning of the algorithms, is evaluated. In the tests performed, the detection technique achieved Accuracy and F-scores greater than 99.7% and 97.4%, respectively. The correction technique obtained MAPE mean absolute percentage error of 1.42%, while the root mean squared error remained, in most of the evaluated scenarios, below 0.15MW, a value that represents about 1.7% of the maximum power value available in the database.
  • FILIPE DO Ó CAVALCANTI
  • Real-Time Pavement Classification using an Embedded Artificial Neural Network
  • Fecha: 30-mar-2023
  • Hora: 14:00
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  • A análise da condição de pavimentos pode ser uma funcionalidade muito importante para automóveis e também pesquisas sobre qualidade de pavimentação em geral. Tal análise fornece dados que podem ser utilizados desde referência para decidir se uma rua necessita de manutenção, até como uma maneira de selecionar uma rota diferente no mapa durante uma viagem, baseado em uma definição de conforto selecionada pelo motorista. Existem métodos para análise de pavimentação, como o Pavement Condition Index (PCI), que requer grande análise manual do pavimento. Neste contexto, este trabalho apresenta um sistema que utiliza técnicas de aprendizado de máquina para classificação automática do tipo de pavimentação baseando-se em amostras de um acelerômetro acoplado a um veículo. Isto permite classificar uma rua entre duas categorias de pavimento: asfalto ou paralelepípedo. Um acelerômetro triaxial e um módulo capaz de obter sinais do Sistema de Posicionamento Global (GPS) são utilizados como periféricos em um sistema operacional de tempo real (RTOS) capaz de executar aquisição de dados com precisão e também classificar um terreno em tempo real. Tal operação requer que o módulo acelerômetro esteja montado próximo ao centro de gravidade do veículo e calibrado conforme o ponto de apoio na montagem ao chassi. O modo de aquisição de dados foi testado na cidade de Campinas - Brasil, cujos dados obtidos são a aceleração nos eixos longitudinal, lateral e vertical e dados de geolocalização a partir do módulo GPS. Estes dados são analisados e uma extensa seleção de atributos é executada para filtrar as melhores métricas que podem ser utilizadas para treinar uma Rede Neural Artificial capaz de classificar entre as duas categorias de pavimento. O modelo utiliza valores de entrada extraídos das informações de aceleração tanto no domínio do tempo quanto na frequência e atinge uma acurácia de 94% no conjunto de testes. O modelo treinado é inserido no sistema embarcado, permitindo a classificação do terreno em tempo real.
  • PAULO JORGE PASSOS DOS SANTOS
  • Rastreio do ponto de máxima potência em um sistema fotovoltaico e compensador série integrados a um inversor de nove chaves
  • Fecha: 28-feb-2023
  • Hora: 14:30
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  • This work includes a maximum power point tracking (MPPT) algorithm in a system that works with two devices integrated into a nine-switch inverter (NSI - Nine Switches Inverter). This inverter is powered by a photovoltaic generation, which is connected to its DC link, through a boost converter. The two functionalities of this system are the insertion of active power into the grid and the dynamic restoration of the load. The use of an NSI reduces the cost of building the inverter, as a single device has the function of an inverter and a Dynamic Voltage Restorer (DVR - Dynamic Voltage Restorer), reducing the number of keys in the assembly of the system from 12 to 9 and consequently reducing costs. The control, operation and modulation simulations were performed with the help of the Simulink/MATLAB platform. The entire operating scheme of the integrated system will be presented in the remaining chapters of this text. Upon completion of this research, the entire system will be simulated in the OPAL-RT real-time simulator.
  • SOFIA MARIA ALMEIDA DIAS
  • Estratégias Preditiva para a Mitigação da Tensão de Modo Comum em Motor de Indução Trifásico
  • Fecha: 27-feb-2023
  • Hora: 14:00
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  • In this document, a comparison was presented between three distinct strategies that promote the mitigation of the common mode voltage for the back-to-back converter using the MPC to control the rectifier currents, in addition to controlling the flux and the torque of the machine indirectly. In this work, it was developed the models of each stage of the ACDC-AC topology, such as the rectifier, DC bus, inverter, and finally, the induction machine. In addition, it was demonstrated how the predictions of the variables to be controlled were performed using the Euler discretization method, in addition to presenting complete control for the two converters. Along with the models presented, auxiliary structures such as the PLL and the stator flux estimator using the full-order observer were also mentioned. The first strategy proposes that CMV mitigation be carried out directly in the quality function. Thus, initially the selection of the rectifier is carried out, and from its CMV, the inverter vector is chosen, capable of controlling the flux, the torque and the CMV. Strategies 2 and 3, on the other hand, propose to carry out a pre-selection of the best possible combinations to reduce the CMV. The second strategy uses a single check with all 20 best switching possibilities and only one quality function to be minimized, which takes rectifier and inverter control into account. The third and last strategy also proposes a pre-selection of vectors, but with the use of two quality functions. After the selection of the rectifier, the choice of the three vectors that promote the null CMV is carried out to be verified for the inverter. Thus, the three structures were analyzed in relation to the operation of the control of variables, such as current, voltage, stator flux, torque and speed, being also analyzed the THD of the currents of the converters, and the behavior of the CMV of each converter in addition to the general CMV.
  • JOÃO PAULO SILVINO BELO DA SILVA
  • Plataforma de teste de gateway LoRa para IoT baseada em SDR
  • Fecha: 15-feb-2023
  • Hora: 14:00
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  • The massive presence of smart devices connected to the internet is a current reality. Since the beginning of the current century, when the Internet of Things (IoT) emerged, different data transmission and management technologies have been developed and improved, in order to provide more efficient solutions for the various fields of application. This context favored the use of LPWAN (Low-Power Wide-Area Network), as the category brings together wireless network standards characterized by the data transmission over long distances with low energy consumption, basic factors of IoT. In this group, the LoRaWAN protocol stands out, which has a flexible structure, allowing the user to independently build and parameterize their network or use a cloud computing service, which can be public or private. In addition, it has considerable acceptance and use, motivating a wide variety of equipment on the global market. In this work, it was sought to develop a tests platform to evaluate the performance of different models of LoRaWAN gateways, a fundamental device in this type of network, which operates by transferring the information sent by the end devices (nodes) to a cloud server, as well as acting in the opposite direction. The performance of the equipment can be established from the analysis of the signals, captured through a software-defined radio (SDR), and based on the technical specifications of the protocol.
  • FRANCISCO ERBERTO DE SOUSA
  • Sistema de Verificação de Integridade de Dados Baseado em Blockchain para Internet das Coisas (IoT)
  • Fecha: 31-ene-2023
  • Hora: 14:00
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  • Society is undergoing a technological evolution process in which some factors that demand attention arise. Data generation has grown exponentially and this is occurring in the most diverse environments. With the improvement of communication technologies, the Internet of Things (IoT) has gained space and, consequently, is generating gigabytes or even terabytes of data daily. In certain contexts, the data are public, but some data need to be available only to interested parties. For this, communication and storage solutions must develop ways to protect and/or authenticate them. However, the main approaches are based on solutions that using a third party, called Certificate Authority (CA). In this context, this work aims to implement a solution capable of avoiding the use of AC and based on Blockchain and applying the concept of oracle, which is a entity able to guarantee that every pierce of data that is input into the Blockchain is true. Related to experimental results, the work is in the initial stage and they will obtained in order to validate the technologies approaches developed.
2022
Descripción
  • MANOEL SEVERINO DE OLIVEIRA NETO
  • PWM Modulation Strategies for Common Mode Voltage Reduction in a Five Phase Machine
  • Fecha: 23-dic-2022
  • Hora: 14:00
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  • With the advancement of power electronics and control techniques, alternating current motors, mainly induction motors, have been replacing direct current motors in drive systems. The three-phase machine is the most used, but alternating current machines with a number of phases greater than three have advantages over three-phase machines, such as extra degrees of freedom in the drive system; increase in useful torque per effective current value; among others. The static converters used to drive the machine introduce high-frequency voltage components, which find a low-impedance path to ground through the machine’s parasitic capacitances. Among the associated problems, mechanical failures in the bearings can be mentioned; increased levels of electromagnetic emissions; among others. A reduction of these problems can be achieved by reducing the common mode voltage in the drive system, considering that this is the supply voltage for the parasitic circuits of the machine. Among the solutions proposed in the literature for reducing common mode voltages and circulating eddy currents, the use of passive filters associated with the topology of the inverter and/or the use of appropriate PWM modulation strategies can be mentioned. In this work some PWM modulation strategies with common-mode voltage reduction in five-phase machines are presented.
  • JUAN PEREIRA SILVA
  • Predictors performance for controlling parallel active filter
  • Fecha: 12-dic-2022
  • Hora: 14:00
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  • This work presents different techniques for calculating predictors for the application of predictive control as a regulator system of an shunt active power filter (SAPF), which supplies distorted current grid. From that, some performance are analyzed for each presented method. Four discretization techniques were used: Euler’s Backward; trapezoidal; centered form and TSA (two-step ahead) The SAPF has the function of eliminating the current harmonic components present in the electrical grid by injecting currents, thus reducing distortions in the grid and improving the power factor of the installation. The mathematical modeling, discretization models , and the development of predictive control algorithm are discussed and presented in simulation using the Simulink/MATLAB platform. The validation of the system was presented and carried out through real-time simulations in the OP5700 simulator from OPAL-RT Technologies.
  • LUANA CRISPIM SANTIAGO SOARES
  • Management Strategy for a Hybrid Three-Phase PV-Battery-Based Source Microgrid
  • Fecha: 25-nov-2022
  • Hora: 08:30
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  • Originally, microgrids did not dispense synchronous generation to impose voltage and frequency reference in islanding moments, however, from a practical point of view, most microgrids do not have this type of generation. When operating in islanded mode, power management strategies become crucial for the correct functioning of your operation. However, renewable sources used in distributed generation systems do not have the capacity to compensate for imbalances between generation and load demand, which cause voltage and frequency deviations in the microgrid. Therefore, batteries energy storage systems are inserted to assist in microgrid regulation as they are fast and accurate response systems. This storage, in addition to contributing to the balance between generators and load demand, offers better power quality, mitigates voltage fluctuations and regulates the grid frequency. Furthermore, they can be connected individually or together with the photovoltaic generation, forming a hybrid unit, which has the advantage of being more cost-effective. In the microgrid used in this work, a hybrid configuration based on photovoltaic generation and batteries is adopted, in which DC-DC converters connect these elements to the microgrid. In this arrangement, a boost converter connected to the photovoltaic and a bidirectional buck-boost converter are adopted to interface the battery with the microgrid, allowing its charging and discharging process. In addition, control strategies are applied to these converters that take into account the generation power, load demand and the state-of-charge of the batteries so that they act correctly in the balance of generation and load demand in different states of operation of the microgrid. In situations where there is light load demand on the microgrid, the boost converter is able to force the photovoltaic generation exit from the MPPT so that the generation balance is achieved, while in the opposite scenario, load shedding is performed. In grid-connected mode, the voltage inverter works as grid-following, while in islanded mode it acts as grid-forming through a droop-based control, characterized as a decentralized method. This method is effective for power management and is attractive because it does not depend on communication between different generation units. Thus, to meet all possible conditions of operation of the microgrid, the strategy presented in this work has the following characteristics: 1. When the load demand is lower than the PV generation, the battery absorbs the excess power; 2. When the load demand is higher than the PV generation, the battery injects the excess power; 3. When the load demand is lower than the PV generation and the battery is in charge limit or fully charged, the PV power curtailment is performed; 4. When the load demand is higher than the PV generation and the battery is in discharge limit or completely discharged, load shedding is performed. The normal operating scenario is described in 1 and 2 and, in these circumstances, the bidirectional buck-boost converter is responsible for regulating the DC bus voltage by allowing the battery to inject or absorb excess power, while the PV works in MPPT. In scenario 3, the PV leaves the MPPT and becomes responsible for regulating the DC bus voltage. At 4, the battery becomes unable to regulate the DC bus voltage, therefore, to maintain the microgrid balance, load shedding must be performed. In contrast to the existing methods, a method for load shedding based on the DC-link voltage is proposed, allowing the microgrid not to depend on the frequency estimation for load disconnection.
  • LAMARCK ALVES DA CUNHA
  • Três tentativas diferentes de controlar um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica trifásica desequilibrada
  • Fecha: 23-nov-2022
  • Hora: 16:00
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  • Este trabalho aborda sobre controle para um sistema fotovoltaico com inversor trifásico conectado à rede elétrica trifásica desbalanceada. São propostas três estratégias de controle alicerçadas no Referencial Síncrono Duplo, que se utiliza de duas estruturas capazes de controlar de forma independente as componentes positivas e negativas da corrente que é injetada na rede pelo sistema fotovoltaico. Cada uma das estratégias tenta atuar em uma grandeza elétrica, melhorando alguma característica destas, sendo que a estratégia 1 objetiva a eliminação da componente de sequência negativa da corrente, as estratégias 2 e 3 objetivam a mitigação das oscilações das potências ativa e reativa, respectivamente. As simulações foram realizadas com uma rede elétrica composta por 7 barras utilizando o software de simulação Matlab/Simulink®, onde foram analisados e avaliados os desempenhos das três estratégias. A rede encontra-se desequilibrada devido a distribuição irregular de cargas entre suas fases, além de que foi considerado afundamentos de tensão oriundos de faltas elétricas. Foram apresentados os resultados das simulações, com os quais foi possível observar e comparar os desempenhos dos controles na atenuação dos desequilíbrios das correntes e oscilações nas potências ativa e reativa. Além disso, foi realizada uma comparação entre as estratégias utilizando dois índices, sendo esses o fator de desequilíbrio das tensões da rede e as perdas elétricas na linha. Através da análise dos resultados desses índices foi determinado que a estratégia 2 diminui os desequilíbrios de tensão na barra, e as perdas são menores quando a estratégia 3 é aplicada ao sistema FV.
  • HUGO BRUNO SANTOS ARAUJO
  • Análise de Performance de Algoritmos de Reconstrução para um Conversor Analógico para Informação
  • Fecha: 29-sep-2022
  • Hora: 17:30
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  • The conventional approach to sampling analog signals to digital follows the Nyquist Theorem, in which the sampling rate, called Nyquist rate, must be at least two times bigger than the maximum frequency of the analog signal. In practical terms, generally, analog to digital converters’ (ADC) sampling rates are much higher to optimize signal reconstruction, however, they increase the need for memory and processing power, systems costs, and also increase energy consumption. Many applications for the Internet of Things (IoT), such as Smart Homes and Smart Cities, environmental monitoring, Wireless Sensor Networks (WSN), etc, require ultra low-power devices. In WSN/IoT, the lifetime and power consumption of your end devices are extremely relevant given that they utilize transceiver radios with high power consumption. Compressive Sensing (CS) is a technique that takes advantage of signal sparsity in a given domain, that is, the number of non-zero values of a signal, and captures only the regions that concentrate information, with sampling rates lower than what the Nyquist Theorem says. A device that implements the CS model is the Analog-to-Information Converter (AIC), which obtains an output that is a digitized and compressed version of the input. The main objective of this work is to study and develop an energy-aware Analog-to-Information Converter capable to be used in the WSN/IoT end devices. Single-tone and Duo-tones signals were reconstructed with satisfactory results.
  • ANNE KAROLINE PONTES DE MACÊDO
  • Three-level Boost Converter: Operation, Modeling,Control and Integration to an NPC inverter.
  • Fecha: 31-ago-2022
  • Hora: 14:00
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  • The analysis of a structure formed by a Multilevel Boost converter integrated to an NPC inverter is performed. The modeling of the Multilevel Boost converter is based on the signal flow graph technique, thus obtaining the large-signal, small-signal and steady-state models, with this, the medium and small value transfer functions are found. A control is inserted in the SFG of the converter and a new modeling is performed, oobtaing a new transfer function of the regulated structure. The controller is coupled to the integrated converter in order to regulate the system output voltage. New methods are studied to obtain the transfer function of the SFG in a faster and more practical way.
  • JAYNE DOS SANTOS LIMA
  • Modeling of a virtual sensor for flow measurement in a sugar-energy industry plant based on artificial neural networks
  • Fecha: 29-ago-2022
  • Hora: 09:00
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  • In the search for increased productivity, the industry has developed technological devices to achieve this goal, one of these strategies is called Industry 4.0. In the sugar-energy sector, industrial plants are looking for tools capable of improving processes and reducing the time of unscheduled stoppages combined with low maintenance costs. In this work, the development of a virtual sensor (soft sensor) was carried out to measure the flow rate of the inlet juice of a decanter (caleado broth), using the technique of artificial neural networks. The flow of lime juice is an important variable in the process of manufacturing sugar and ethanol, as it directly influences the thermal balance of the plant, in addition to determining the amount of inputs needed to guarantee the quality of the sugar. In this approach, data from a sugar-energy plant located in Camutanga, in the interior of Pernambuco, are used to create a knowledge bank for the system through the history of the supervisory system of the juice treatment of the unit. In this way, a virtual sensor model was built capable of measuring the flow of lime juice, to be used as a possible redundancy, in order to guarantee measurement efficiency in cases of failures and/or non-availability of the physical equipment. The results presented by the model from the tests performed, in two different scenarios, showed the robustness of the proposed model, and in all scenarios the standard deviation was below 3%. In addition, after analyzing the uncertainty of the meter, it was found that the proposed model has a measurement error of 20 m³/h, which for the proposed application is a very acceptable value.
  • JOÃO SOARES FARIAS NETO
  • ANALYSIS OF THE IMPACT OF THE INSERTION OF ELECTRIC VEHICLES ON THE UFPB ELECTRIC GRID
  • Fecha: 29-jul-2022
  • Hora: 09:00
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  • The energy currently consumed by the Federal University of Paraíba (UFPB) exceeds, in some periods, the demand limits contracted by the university, which can result in tariff fines and consequently an increase in expenses. This increase in costs could be avoided by managing energy demand through an intelligent electrical grid by adding Electric Vehicles (EVs) that compensate for excess demand by injecting power into the grid when necessary. At this juncture, this article addresses a case study on the possibility of integrating an intelligent electrical grid with Vehicle to Grid (V2G) as a demand management mechanism in view of its technical and economic feasibility. For that, it was considered the survey of the percentage of the increase of electric vehicles in Paraíba, the study of the scenarios of opportunity for charging vehicles at the university, the possibility of supplying energy from the vehicle to the UFPB network and the impact on the electric network. of the university without and with load management. The results show that EVs operating with the V2G network can reduce up to 81% of fines from load management, and this financial savings could be used as an incentive for EV owners to allow energy exchange with the company’s network. university during the period of stay at UFPB.
  • VÍTOR JOSÉ COSTA RODRIGUES
  • Long Range Wireless Sensors Network Applied to Image Face Recognition
  • Fecha: 28-jul-2022
  • Hora: 14:00
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  • During the last two decades, the application of technology in the integration of different areas of human daily life has become more common and intense, particularly thanks to the concept of IoT, or Internet of Things, which encompasses different approaches to this integration, has returned to popular interest. One of these approaches, which plays a key role within the IoT, is Wireless Sensor Networks (WSNs). With them, it is possible to monitor several devices simultaneously, or to perform readings at different (and physically separate) stages of a process or service. Through this type of automation, you can also apply “smartness” to environments, such as houses, roads, buildings, manufacturing complexes and even cities or metropolitan regions. One of the great advantages of using WSNs in IoT applications is their low infrastructure demand, allowing both logistical and financial cost reductions. On the other hand, in the case of networks based on embedded systems, there are limitations associated with wireless devices, such as power management and performance monitoring, among others. Therefore, it is necessary that this type of technology is more easily implemented in applications with a less complex flow of information, which does not restrict its use in applications with greater information density. Camera Surveillance and Biometric Facial Authentication Systems, both examples of applications for smart environments, traditionally use wired technologies and/or short-range transmission media due to the high density of information characteristic in the images. In contrast to this, this work is based on the use of Wireless Sensor Networks with the goal of implementing a Monitoring and Facial Authentication Network, using the long-range LoRa technology as a means of communication between its devices. The developed Network is composed of four stages, in a modular architecture, allowing the scale of each stage to be adjusted to the needs of the environment without affecting the other stages. Through experimental tests and measurements, it was possible to confirm the feasibility of using WSNs for the transmission of static images, in particular, for Remote Facial Recognition applications.
  • CAIO MANGUEIRA DO NASCIMENTO
  • A DIGITAL TWIN APPLIED IN A WATER PUMPING SYSTEM
  • Fecha: 27-jul-2022
  • Hora: 14:00
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  • With the need for modernization of water supply companies and the arrival of Industry 4.0, a new solution of internal problems for the application of the shortest possible time, as the development has been applied of possible Gemini. The study related to Digital Twins is still looking for architectures, preserved for their construction and the study of applications related to recent water distribution systems are updated. A research carried out in the development of a Digital Twin of a hydraulic plant focused on the optimization of the pressure center of the pipes. For the development of the Digital Twin, the research was fortress in three parts: the construction of the Digital Model, the Digital Shadow and, finally, the Digital Twin. The Laboratory of Energy Efficiency and Environment (LENHS) of the Federal University of Paraiba, having sensors in its sets of actuators and sets, such as systems, pump, motor, motor and bench. pressure sensors. The first step of this step consists of developing models of the real system using Artificial Networks and three Neural functions, different optimization functions, sigmoid, hyperbolic tangent and ReLU, and using it in parallel as Digital Shadow. The best was found with a best LU function, presenting a result of 26% of best model characteristics with model characteristics with like other model characteristics. As Digital Shadow, the model presented a greater error in relation to its development and construction, however, it achieved a good behavior in relation to the closing of the pump set and changes in the motor frequency. The results show a possibility of use as the development of a Digital Twin.
  • FELLIPE ANDRÉ LUCENA DE OLIVEIRA
  • Optimal design of medium voltage collector networks using binary programming
  • Fecha: 22-jul-2022
  • Hora: 16:00
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  • In this work, the problem of medium voltage collector network planning, with focus on wind farms is solved using an optimization model based on binary linear programming. The model is obtained from a relevant work in the literature and refined in this dissertation with the proposal of some contributions. The collector networks of generation plants have a great number of feasible configurations, which increases in combinatorial explosion with the amount of machines existing in the farm and the number of cable types considered. This property makes impossible the analysis of all configurations, in order to determine the best topology alternative for the network. The proposed optimization method aims to minimize the sum of the investment cost of the network with the cost of electrical losses over a planning horizon, considering radiality, connectivity, voltage limits and cable ampacity constraints. The proposed method was validated based on tests with real plants of 25 and 57 wind turbines, in which competent solutions were obtained. A comparative analysis between the results obtained by the method and by exhaustive search for optimization of fictitious plants of 2 to 4 machines lead to note that the error made by the method in calculation of losses can lead to sub-optimal solutions.
  • JOAO RICARDO BARRETO DE CARVALHO AMORIM
  • Distribution System Smart Reconfiguration Utilizing Simulated Annealing
  • Fecha: 22-jul-2022
  • Hora: 14:00
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  • This work aims propose an Electrical Energy Distribution Smart Reconfiguration method using the Simulated Annealing methaheuristic. It has been implemented two new classes in the C# language, the first to caracterize the Simulated Annealing algorithm parameters, and the second one to make the interface between the implemented methaheuristic and the coupling with the OpenDSS software, wich is a distribution systems power flow simulator. To this work, will be utilized the integrated denvelopment ambient of Visual Studio 2019. The algorithm implemetion was done through an denveloped interface, which allows to change the parameters dinamically. The algorithm will be validated in a 5 bus system and tested in both 33 and 69 buses, well used in the literature. The tests results made clear that the proposed algorithm reaches the intended outcomes and solutions in a efficient, fast and precisely.
  • FELIPE SUASSUNA GUEDES
  • Direct Predictive Power Control Applied to the Converters of the Doubly-Fed Induction Generator
  • Fecha: 25-may-2022
  • Hora: 14:00
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  • The use of the doubly-fed induction generator (DFIG) has been increasingly established in wind power generation, mainly due to the possibility of operating with variable speed and the decoupled control of active and reactive power supplied by the stator. To command this generator, several advanced control techniques have made it possible to control the powers in a precise and efficient way. With the advancement of microprocessors specializing in digital signal processing (DSP), model-based predictive control (MPC) becomes increasingly viable. MPCs stand out for their simplicity, using the plant’s mathematical model as the basis for their control, and their high dynamic performance. In this work, the predictive control with finite control set (FCS-MPC) of the power is presented, to control, through the AC-DC-AC converter, also known as back-to-back, the stator power of the DFIG, the grid’s power factor, and the DC-link voltage. This control is based on the dynamic equations of the system to predict the behavior of the control variables in all possible switching states of a two-level power converter, which can be applied constantly, throughout the entire sampling time. In this way, the switching state that minimizes the error between the expected quantities and their references is selected. The behavior of the system with a DFIG of 0.56푘푊 is analyzed in a computational environment. PSIM ® software is used to obtain the behavior of the system variables and MATLAB ® in the graphical presentation of the results of the main quantities in steady-state and in the stator active power transient. These results show good dynamics in power control, low torque oscillation, and meet the requirements of the IEEE 512-2014 standard on total harmonic distortion (THD) in the stator current. To validate control performance, the results are compared with classic Direct Power Control (DPC) techniques. In addition, the impact of the reduction of active vectors is studied, seeking a reduction in the computational burden of the control and, an observer that mitigates the errors caused by the parametric variation of the generator. Experimental results are also presented and discussed, to verify the functioning of the studied controls.
  • BRUNO JOSÉ SAMPAIO DE SOUSA
  • METHODOLOGY FOR EVALUATION OF PROJECTS WITH EMPHASIS ON SERVICE QUALITY USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE TECHNIQUES
  • Fecha: 29-abr-2022
  • Hora: 15:00
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  • The quality of the electricity distribution service has a great impact on consumer satisfaction and on guaranteeing the concession right for distribution companies. For the concessionaire under study, the main indicators of continuity of service are at levels below the regulatory limits, but due to budget restrictions, the forecast of benefit that the improvement or expansion projects bring to the continuity indicators must be assertive, for a targeting appropriate investment and decision making. In view of this scenario, a methodology was proposed for evaluating projects aimed at improving the quality of service, with the estimate of the benefit associated with the reduction in continuity indicators, using concepts of Artificial Neural Networks (ANN) and Genetic Algorithms (AG). The data used were extracted from the distributor's databases and analyzed to identify the input variables and propose models to predict the outputs of interest. The historical values of interruptions due to causes were considered as input and the results of the continuity indicators associated with the types of projects studied form the outputs of the model. The model was developed using the RNA Multi Layer Perceptron (MLP) topology and the results obtained by the simulation of the new methodology showed absolute relative errors almost 100 times smaller for estimating the benefits of the projects compared to the current method used by the distributor.
  • LUIZ OTAVIO PINHEIRO FILHO
  • Distribution Network Reconfiguration using a Tabu Search algorithm
  • Fecha: 25-feb-2022
  • Hora: 14:00
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  • This work presents a method for reconfiguration of distribution networks that combines the Tabu Search algorithm and the concept of Electric Distance to the software OpenDSS, which calculates power flow in distribution systems. The proposed method has an initial solution generation system based on Electric Distance capable of obtaining a good solution to the problem with very low computational cost, using only the network configuration for the calculation. The proposed work also presents a neighborhood generation method for the Tabu Search algorithm, which is innovative in the technical literature, capable of providing a constant downward trajectory in relation to the losses of the distribution system. The developed algorithm aims to minimize losses in the distribution network while respecting operational restrictions such as radiality, voltage and current limits, among others. For that, a program was created in the programming language Python that integrates OpenDSS to the proposed algorithm. The algorithm was tested in four systems widely used in the literature: 33-Bus, 69-Bus, 94-Bus and 135-Bus; the last two being real systems. The test results were compared with results from other techniques proposed in the literature, proving that the proposed algorithm achieves the intended results and solutions more efficiently, faster and with greater performance compared to other methods.
  • OSMAR LUCAS DIAS AIRES
  • Impact of integration of photovoltaic generation on harmonic content of microgrids
  • Fecha: 25-feb-2022
  • Hora: 09:00
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  • In recent years, distributed generation has become of great importance and attracting new research in the Brazilian electricity sector. However, the insertion of distributed generation in an electrical system without proper analysis of possible impacts can lead to the emergence of undesirable phenomena for both the utility and the consumer, such as the rise, fall or interruption of voltage, protection problems and control causing instability in the system and low quality of electricity for the final consumer. Based on that, this dissertation work evaluates the impact of the integration of photovoltaic generation on the harmonic content of microgrids, using as a basis a modified 13-bus IEEE model. The location of a PV source in the microgrid, its number of units and its penetration level are used as parameters to verify the effects and contributions of harmonics in the system. Harmonic detection methods are also presented, discussed and used. Simulations are performed through the software MATLAB/SimulinkTM and the results generated are analyzed in their respective section.
2021
Descripción
  • JEFFERSON RAFAEL PEREIRA DE ASSIS
  • Systems for Insertion of Active Power and Integrated Voltage Compensation Via Nine-Switch Inverter
  • Fecha: 10-dic-2021
  • Hora: 09:00
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  • This work presents the analysis of operation of a Nine Switch Inverter (NSI) applied to the integration of a photovoltaic plant connected to the grid with a Dynamic Voltage Restorer (DVR), as well as, a control system and modulation scheme suitable for this purpose. The use of a NSI is able to unite the photovoltaic plant and DVR function in a single system, reducing the number of switches needed from twelve to nine, which allows reducing the cost of the system and maintain as two functionalities. The modulation scheme used, the control system and all the operation modes of the integrated system are discussed and its operation is analyzed through simulation using MATLAB/Simulink software. In the final stage of the work, intended to implement the proposal in the OPAL-RT real-time simulator, already available in the laboratory.
  • ROMULO NAVEGA VIEIRA
  • State of Charge and Health Estimation of Battery based on Neural Networks and Adaptive strategies with Correntropy
  • Fecha: 06-dic-2021
  • Hora: 14:00
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  • The great interest in identifying non-linear dynamic systems is due, mainly, to the fact that a large number of real systems are complex and need to have their linearities considered so that their models can be successfully used in applications such as control, prediction, inference, among others. An example of a non-linear dynamic system is the battery. Understanding battery aging is a complex process, because many factors, from environmental conditions to operational conditions of use, interact in order to generate different effects of aging and degradation. This work analyzes the application of Artificial Neural Networks in the identification of performance and health indicators in batteries. Normally, the learning of these networks is done through some method based on gradient, having the average quadratic error as a cost function. This work analyzes the replacement of this traditional cost function by a measure of the similarity of Information Theory, the Correntropia. This measure of similarity allows that statistical moments of a higher order can be considered during the training process. Due to this fact, it becomes more appropriate for non-Gaussian error distributions and makes the training less sensitive to the presence of outliers. To evaluate this substitution, ANNs models are obtained in the identification of two case studies: the State of Charge (SoC) and State of Health (SoH) of batteries. The results show that the use of correntropy, as a cost function in the error backpropagation algorithm, makes the identification procedure using Neural Networks more robust to outliers, as well as minimizing model estimation errors. However, this can only be achieved by properly adjusting the width of kernel gaussian, either through techniques based on genetic algorithms or through estimates found in the scientific literature.
  • EMMANUEL LEITE DE MEDEIROS
  • Design and Development of a Monitoring and Control System using Hybrid Communication Architecture
  • Fecha: 29-sep-2021
  • Hora: 16:00
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  • One of the biggest challenges of water supply systems is to manage water resources appropriately and efficiently through their distribution. These systems are efficient when they use or implement tools that provide low water and energy consumption, low maintenance cost and supply water according to demand. However, there are many design problems related to water supply systems due to their dimensions and particularities, such as high cost of implementation and operation and lack of monitoring for different scenarios, resulting in problems such as leakage. According to a Brazilian research from Sanitation National Information System (SNIS) 39% of water is wasted due to leakage. The Industry 4.0 concept brings new techniques and technologies that benefit water supply systems and improve the monitoring and control of the industrial process, such as the Internet of Things (IoT). The IoT in industry systems allows the interconnection between sensors and actuators through telecommunication devices and brings benefits such as low costs of implementation and maintenance and increased coverage of sensing and performance. On the other hand, the signal strength of radio frequency devices, the signal coverage and the power consumption are some of the problems faced by wireless systems. In this work, a low-cost system is presented to mitigate some of the main problems in water supply systems and to increase the robustness of the wireless monitoring and control systems. The system uses LoRa modules for wireless communication and will be applied in a water tank platform located in a lab at University Federal of Paraíba. This platform simulates the process of a water tank supply used in water distribution system.
  • DIOGO HITOSHI YOKOYAMA
  • Study and development of step motor using auxiliary magnets
  • Fecha: 30-abr-2021
  • Hora: 14:00
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  • Stepper motors are devices widely used in several industries, these motors are commonly used in measurement and control applications, such as inkjet printers or even more complex systems such as aerospace systems. One of the reasons that make these motors so versatile is their way of driving, in which pulses are converted into discrete angular displacements allowing a load to be positioned in open-loop operation. In this work, a new stepper motor topology is proposed, in which permanent magnets are positioned both on the rotor and on the stator in order to increase the overall torque, with emphasis on static characteristics. The operation of this motor is done through the manipulation (reinforcement/weakening) of the magnetic field generated by the magnets of the stator using coils. In order to validate this system, the simplest arrangement was used, which has three poles in the stator and two in the rotor, facilitating the construction process and reducing the computational cost. Simulations were done using software Ansys Maxwell, in which it was possible to study the dynamics of the system and analyze the influence of some constructive parameters on the motor behavior.
  • MAEVA RÊNNUA SILVA SOARES ARAÚJO
  • Comparative analysis of the impact, on the voltage level of the electrical grid, by the insertion of power converters
  • Fecha: 30-abr-2021
  • Hora: 09:00
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  • The generation of electricity from unconventional sources, such as wind, solar and biomass has become a reality due to the scarcity of fossil fuels and their increasing cost, environmental problems, such as global warming and the increase in pollution of the air, in addition to economic and political factors. Market growth and government incentives in several countries accelerate and encourage the growth of the renewable energy sector. However, studies still need to be developed to clearly identify the impacts that the insertion of these sources represent on the electric grid. Electric power quality problems, caused by disturbances in the electrical system are becoming more and more common as distributed generation (DG) is being inserted into the electric grid. The reduction of these disturbances can be accomplished through the use of compensators in series, in parallel or series/parallel with the electric grid. The series compensator is usually used to compensate voltage sags and minimize transistor and harmonic voltages, while the compensator connected in parallel with the electric grid, performs current harmonic compensation, in the presence of non-linear loads. Therefore, in this work, a study of the impact of the insertion of the DG in the electric grid is presented, aiming to contribute with solutions to improve the electricity quality (QE) through the mitigation of voltage disorders. The computational environment used was MATLAB®/Simulink® version 2018a. The study consists of analyzing the influence of the grid impedance in an electrical distribution system, in which the DG and the three-phase voltage source converter are emulated by a current source. Mathematical modeling is performed to determine the voltage variation in the common coupling point (PCC), depending on the variation of the amplitude and angle of the current source. The simulation was performed in a scenario of short-term voltage variations, with a momentary voltage variation rating and duration less than or equal to three seconds, within the range of 0.1 to 0.9 p.u of the reference voltage. Thus, the insertion of the current source in the PCC acts to compensate for the voltage variation, in which it is conventionally compensated by the converter connected in series with the electric grid. In addition, the study of the influence of the grid impedance on the compensation of this voltage variation is presented.
  • CARLOS ANTONIO ALVES DE ARAÚJO JUNIOR
  • Methodology for Automatic Fuzzy Rules Extraction for Modeling a Cooling Water System using Digital Twin approach
  • Fecha: 26-feb-2021
  • Hora: 14:00
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  • In the search to increase productivity, the industry has developed technological strategies to achieve this goal, a strategy called Industry 4.0. In the energy sector, thermal power plants are looking for tools capable of optimizing energy production and reducing unscheduled downtime. This work proposed to model the water cooling system from the Digital Twin approach, using artificial intelligence techniques such as fuzzy logic and automatic extraction of fuzzy rules. The water cooling system is a system that has many fans to perform the thermal exchange between water and ambient air, however, the strong non-linearity characteristic of the system means that conventional PID controllers do not have a good performance, inducing the operator to activate all the fans to guarantee the water temperature below the necessary and, consequently, increasing the energy expenditure unnecessarily. This approach uses data from a thermal power plant located in the capital of Paraíba, João Pessoa, to create a knowledge database through the history data of the system and, thus, create a digital twin capable of helping to optimize the energy consumption of this system, which arrives about 3% of all energy generated at the plant. An algorithm for online updating the model rules was also proposed. The update aims to ensure that the system has a low instantaneous percentage error, as well as to acquire new knowledge of situations in which the model has not been trained. An optimization algorithm was used, using evolutionary strategies to search for a smaller number of fuzzy sets, achieving less computational effort without major impacts on the result. The results presented by the model from tests, in three different scenarios, showed the robustness of the proposed model, and in all scenarios, the average percentage error was below 5% and the average absolute error below 3°C.
  • DOUGLAS DE FARIAS MEDEIROS
  • Implementation and Analysis of Routing Protocols for Mesh Wireless Networks based on LoRa
  • Fecha: 23-feb-2021
  • Hora: 10:00
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  • In a world getting more and more connections, the growth at the number of devices sharing information with each other has been evident. The connectivity of all these devices is directly related to the concepts of Internet of Things and Smart Cities, which has gaining much attention currently. Therefore, as the number of connected devices and their applications grows, the amount of data shared by these devices also increases considerably. Thus, in order to be able to send data from one device to another and that data passing through intermediate devices, it is necessary to define which path the data should be sent, characterizing the routing concept. In this context, this work aims to implement and analyze routing protocols called DVR (Distance Vector Routing), AODV (Ad Hoc OnDemand Distance Vector) and DSR (Dynamic Source Routing) using in the Cupcarbon network simulator. In addition, a tool for calculating the distance range of nodes using the Egli propagation model was also developed and integrated on Cupcarbon. The LoRa wireless communication technology and a scenario of simulation composed by a network topology distributed along avenues in the city of João Pessoa - PB were considered. The evaluation criteria were the packet delivery rate, the average end-to-end delay, the average jitter and throughput. The energy consumption profiles of each network node were also obtained according to each protocol. The results showed that the DSR protocol was the most appropriate option among those implemented to be used with the transmission power adjustment algorithm proposed in this work. This algorithm provided an energy saving of 11.32% compared to the original DSR. On the other hand, the AODV protocol achieved better general performance and presented the second highest energy consumption. Finally, the DVR protocol was the one that consumed the most energy and performed better in terms of latency, but presented high packet loss. In the end, experimental tests were performed using the DSR protocol and an application on The Things Network (TTN) server.
  • LAYSA LUCIA DE SOUZA
  • Correção de harmônicos na corrente da rede baseada em dois conversores CC-CA trifásicos conectados em paralelo
  • Fecha: 22-feb-2021
  • Hora: 15:00
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  • Este trabalho apresenta um modelo de controle preditivo com estados finitos (FS-MPC) aplicado a filtros ativos paralelos (FAP) de potência trifásicos: o FAP convencional e o FAP com dois inversores trifásicos conectados em paralelo compartilhando o mesmo barramento CC. O modelo matemático do FAP é usado para formar o algoritmo do FS-MPC. As variáveis a serem controladas são medidas inicialmente e, utilizando as equações do modelo em tempo discreto, são determinadas as previsões dessas variáveis para o próximo passo de amostragem. Cada vetor de estado de chaveamento é testado utilizando a função de custo, e o vetor de chaveamento responsável por minimizar o valor função de custo é escolhido para ser aplicado no próximo instante de amostragem. No caso dos filtros apresentados neste trabalho, as variáveis a serem controladas e analisadas são as correntes da rede, do filtro, de circulação e de compensação. As correntes de circulação e de compensação estão presentes apenas no FAP com dois inversores e ocorrem devido à conexão paralela entre eles. Para o FAP convencional, 8 vetores de estado de chaveamento são aplicados, enquanto para FAP com dois inversores são considerados 64. Após um processo de seleção de vetores em que os estados de chaveamento escolhidos são capazes de satisfazer os critérios de modulação adequada da tensão de saída do filtro e mitigação das correntes de circulação e de compensação, 30 vetores são escolhidos e aplicados ao FAP com dois inversores em paralelos. Essa seleção é feita com base na identificação de vetores redundantes e também reduz o tempo de processamento do algoritmo de controle. O sistema de controle visa garantir que a corrente da rede seja senoidal com alto fator de potência, livre de componentes harmônicos, além de minimizar a circulação e as correntes compensação derivadas dos inversores paralelos. Além disso, são analisados os efeitos causados pela variação de alguns parâmetros presentes na estratégia de controle e em elementos do próprio filtro. Para provar a eficiência do FS-MPC aplicado no FAP com dois inversores em paralelos, são apresentados resultados de simulação e experimentais para ambas as topologias utilizando FS-MPC e considerando também o FAP convencional utilizando a estratégia PWM.
  • THOMMAS KEVIN SALES FLORES
  • Adaptive Control With MaximumCorrentropy Criterion Applied to a Water Pumping System
  • Fecha: 22-feb-2021
  • Hora: 10:00
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  • Over the years, several control techniques have been applied to pressure control in water supply systems, including adaptive control. However, the method adopted for the choice of adaptation speeds is empirical and exhaustive. Also, most of these categories of controllers use the Mean Square Error (MSE) as a criterion for minimizing the tracking error and parametric estimation, but this method is limited to extracting information only from first and second-order statistical moments, consequently missing information. In this way, the present work aims to present a methodology based on the Maximum Correntropia Criterion with Gaussian kernel for the tuning of an Indirect Adaptive Controller by Reference Model, for the modeling and real-time control of a water pumping system. Given the experimental results obtained, one notices that the methodology proposed for tuning this controller is: intuitive; it has a low number of parameters to be adjusted when compared to the classic method; the variation in the characteristics of the system is robust (diverging by a maximum of 15% during the transition periods), change in the desired value and impulsive noises, in all cases showing an overvalue percentage lower than 5% and a stationary error of less than 2%.
  • MARIA CECÍLIA COSTA LIMA
  • ANALYSIS OF THE IMPACT OF THE INSERTION OF DISTRIBUTED GENERATION IN THE ELECTRIC GRID BASED ON IMPEDANCE, VOLTAGE AND POWER FACTOR
  • Fecha: 22-feb-2021
  • Hora: 09:00
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  • Traditional distribution systems were designed with centralized generation as the main source of energy distribution. The introduction of distributed generation (DG) in these systems lead to some operational situations that do not occur in a so-called “conventional” system, making it necessary to study the impact that this insertion has on the electrical network. Thus, an analysis of these impacts is an extremely important issue today, given the increased use of DG and the challenges it imposes on the operators of the electrical system. Considering the theme, this work consists of an analysis of the sensitivity of common coupling points (PCCs) against the insertion of DGs, by modeling circuits based on Kirchhoff’s Laws, Ohm’s Law, admittance matrix and using sources of ideal currents that characterize the DG to propose sensitivity indexes for voltage and impedance of each PCC. This study evaluates the influence of DG on the voltage levels of systems with 4 and 16 PCCs, calculating the admittance matrix of these systems in the MATLAB software. Variations in the load, in the grid impedance and in the power factor (PF) of the DGs were considered to evaluate voltage variations. The results are satisfactory for the analysis of ideal allocation of DGs without the need to simulate the studied networks, using only the impedance parameters of the network, easily obtained.
  • GUSTAVO PESSOA DE PONTES
  • VOLTAGE REGULATION AT THE COUPLING POINT USING CONTROL WITH AUTOMATIC TUNING CURRENT GAIN
  • Fecha: 12-feb-2021
  • Hora: 14:00
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  • The control strategies applied to distributed generation systems have, for the most part, used control strategies based on the slope of the active and reactive power curves to achieve reliable operation and the quality of electricity in the utility grid. However, this power based strategy has limitations, such as slow time response, problems with load variations, fluctuations in the voltage level at the coupling point and problems in the power sharing between the distributed generation units. In this dissertation, a new control strategy is proposed, based on the coupling point voltage . From the voltage information at the coupling point and the current injected in the utility grid, the current gain gradient of the distributed generation unit is calculated, that is, a control based on V − I. Tellegen’s theorem and graph theory are used to obtain mathematical modeling. A comparison is made between both controls in terms of response time and point control of the coupling point voltage. At the end of the work, a table of activities is proposed to complete the dissertation.
  • FILIPPE JOSÉ GADELHA TERTULIANO
  • State of Charge Estimation of Lithium-Ion Batteries Using Unscented Kalman Filter
  • Fecha: 29-ene-2021
  • Hora: 09:00
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  • The batteries have become a subject widely studied in different scientific areas after the increase of applications dependent on energy systems in different sectors of society and industry. In order to guarantee the safety and efficiency of energy storage, it is necessary to monitor and control the batteries continuously with robust and accurate algorithms, based on a model of the system. The State of Charge (SoC) is one of the most important parameters of the battery, as it represents its remaining capacity in relation to its nominal capacity. Among the most widely used algorithms there is the Extended Kalman Filter (EKF) method, which estimates parameters of the nonlinear dynamic system model using a complex but effective linearization process. However, there is the Unscented Kalman Filter (UKF) method capable of estimating the model parameters from the Unscented transform, having greater computational efficiency than the linearization performed by EKF. Thus, in this work, SoC lithium-ion battery estimation is performed based on UKF to identify the implementation complexity, considering the influence of temperature variation during the system operation. A battery model was also developed based on a second-order equivalent circuit, capable of representing the system behaviour without compromising the use of the UKF. The battery SoC was estimated in a good way by the UKF under all the different temperature conditions considered in this work, with maximum Root-Mean Square Error equals to 4,51 % and maximum Mean Absolute Error equals to 3,69 %. To assist in the implementation of the algorithms and to develop the battery model, the tools available in Matlab/Simulink® were used.
2020
Descripción
  • LORENA LORRAINE OLIVEIRA ALBUQUERQUE
  • Dynamic Modeling and Control of a Three-Port ZVS-PWM Current-fed Three-Phase Push Pull DC-DC Bidirectional Converter.
  • Fecha: 16-dic-2020
  • Hora: 14:00
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  • With the expansion of distributed systems and the development of smart grid technology in the last decades, bidirectional topologies have become more widely used and capable of controlling the flow of energy between various sources of energy and storage devices such as batteries. In order to contribute to this area, this work proposes the mathematic model and the control of the current and voltage loops of the ZVS-PWM three-phase current-fed push-pull DC-DC converter. The converter has three ports, two bidirectional ports and one unidirectional port and can be used in various applications such as battery charging system, fuel cell, isolated mini grids and micro grids. The proposed control is able to invert power flow by imposing main inductor current value and direction as well as maintaining voltage at a given port under load variations. The control structure for each case is presented, as well as the deduction of the main mathematical expressions. In order to validate the performance of the proposed control strategy, simulation results for a 500 W converter with 50V in port 1 and 200 V in port 3 and a switching frequency of 40 kHz.
  • MARIANA RODRIGUES VILLARIM
  • STUDY AND DEVELOPMENT OF AN INTELLIGENT WIRELESS SENSOR FOR DISTRIBUTED MONITORING OF ATMOSPHERIC POLLUTANTS IN THE CONTEXT OF SMART CITIES
  • Fecha: 16-dic-2020
  • Hora: 10:00
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  • Air pollution is directly related to the cause and aggravation of various diseases, in addition to causing ecological damage to the environment. According to the World Health Organization (WHO), it is estimated that 4.2 million deaths are attributed to air pollution each year and 91% of the world’s population lives in places that exceed air quality limits indicated. In this work, an intelligent wireless sensor for atmospheric pollutants, specifically Particulate Matter (PM) and gases, such as Methane (CH4) and Carbon Monoxide (CO), was developed in order to alert the population and enable the control of pollutants emissions. The developed sensor will be part of a Wireless Sensor Network (WSN) distributed by the main avenues of the city of João Pessoa-PB, where it will be possible to identify routes, times and days of weeks with the highest pollution rates. The wireless communication technology adopted was LoRa, which was evaluated in urban and forest environments. In this work, the PPD42NS sensor was used, which uses the light scattering method to detect particles, and the MQ family sensors, which present cross sensitivity and form the Electronic Nose, capable of detecting various gases with the support of an algorithm pattern recognition. The PPD42NS sensor was subjected to a calibration process using the reference equipment, HiVol 3000, to correct its measured values. Furthermore, considering that one of the main factors in the development of WSN is the limited supply of energy to power the sensor nodes, this work proposes a reduction in the energy consumption of the sensor by replacing some of its electronic components with digital processing, calibrating the analog output from the digital output. The linear correlation values obtained in the two experiments were greater than 0.9, indicating a strong association between the variables. Experiments were performed with the six gas sensors from the MQ family for calibration in clean air and then they were exposed to odorous substances. Each sensor reacts specifically to the detection of odors, making it possible to identify the gases through pattern recognition. The data obtained were trained, tested and validated via Artificial Neural Network (ANN), where it was possible to identify the different patterns, differentiating alcohol, water and air, with an accuracy above 98% at the output.
  • ALEXANDRE GUIMARAES FERREIRA DA SILVA
  • IFOC for a Nine-phase Induction Motor Drive with Current Harmonic Injection
  • Asesor : ISAAC SOARES DE FREITAS
  • Fecha: 16-dic-2020
  • Hora: 09:00
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  • The multiphase machines present a lot of advantages when compared to the traditional three-phase machines, as example, for the same power, they operate with lower bus voltage and lower current per phase, present higher fault tolerance, and more specifically when it comes to concentrated windings machines, the harmonic current injection may be used to increase the torque production and reshape the machine flux to a non-sinusoidal waveform, reducing its peak value, giving grater use to the iron core and allowing power density increase. These features make the multiphase machines useful in high power and reliable applications, bringing out the need for variable-speed techniques development, as IFOC, one of the most used control strategies in the industry, because of its simple implementation and lower sensitivity to machine parameters estimation errors and variations. In this work, starting from the nine-phase induction machine primitive mathematical model, it is developed and simulated the harmonic current injection IFOC to confers the variable-speed machine operation, flux waveform optimization and power density improvement.
  • GLEICE MYLENA DA SILVA RODRIGUES
  • Predictive Control Applied to Power Converters
  • Fecha: 15-dic-2020
  • Hora: 14:00
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  • Technological advances in digital signal processors have led to the implementation of more advanced control schemes within power electronics. Predictive control, due to the large amount of calculations required in its implementation, has benefited from this modernization, emerging as an alternative in the search for better performance of power converter systems in terms of efficiency and power quality. In this work, two predictive control strategies are employed in the current control of a three-phase semicontrolled AC-DC converter and a single-phase multilevel DC-AC converter. The first strategy, FCSMPC (Finite Control Set Model Predictive Control), makes the current prediction from the switching state vectors so that from a cost function, the vector that minimizes this function is chosen. The second, M2PC (Modulated Model Predictive Control), uses the same methodology, but adding a modulation stage to the control scheme, which allows the setting of the switching frequency and improvement in system performance in terms of power quality. The verification of the functioning and validation of the proposed systems are carried out based on simulation and experimental results and the performance of the predictive control techniques is evaluated through comparison with classic control techniques.
  • GILIELSON FIGUEREDO DA PAZ
  • Direct torque control for a nine-phase induction machine with reduced currents harmonic
  • Fecha: 15-dic-2020
  • Hora: 09:00
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  • Electric induction machines are responsible for much of the driving force of industrial environments worldwide, being the largest representation in the energy consumption matrix of Brazilian industries. This strategic position highlights research in improving the development of machines and robust drive techniques that bring energy and nancial savings. In this context, multiphase induction electric machines have stood out over the years in specic applications such as propulsion of ships and electric vehicles, elevators and aircraft. Some advantages presented by these machines that motivated the increase in research are: high eciency, fault tolerance, higher power density and greater reliability. For this reason, the development of variable speed drive techniques, such as direct torque control (from English textit direct torque control - DTC), for multiphase machines is essential. The DTC has simplicity of implementation, robustness and less computational eort. This work discusses a method of direct torque control that uses virtual voltage vectors to reduce the harmonic distortion of the phase current in a symmetric induction drive system. As the classic DTC is a direct adaptation of the three-phase control, it does not take into account the presence of harmonic current components obtained from the spatial vector decomposition technique (from English textit spatial vector decomposition - SVD). Thus, in the classic DTC, these harmonic current components assume high amplitudes, causing distortion in the phase currents. In this way, it is shown that the DTC with virtual vectors minimizes the unwanted components, signicantly reducing the distortion in the phase currents, maintaining the fast dynamic response of the classic DTC.
  • FERNANDA RODRIGUES PAULO
  • Fraud Detection in Non-Telemetered Consumer using Machine Learning Techniques
  • Fecha: 31-jul-2020
  • Hora: 09:00
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  • In 2018, estimates that about 310 TWh were destined to supply irregular connections and measurements in Brazil, approximately R$ 9 billion losses for distributors. The concessionaire of this study faces challenges to detect fraud, mainly due to the volume of data and the limitation on finding patterns without a structured tool. Considering this scenario, the development of an automated methodology is proposed to detect fraud in low voltage customers, without telemetry, using artificial intelligence tools. Information was extracted from the company's database, attributes were implemented, the main variables were selected and then the models were evaluated. The main variable proposed compares the average consumption of the unit with the closest geographic neighbors with similar size characteristics. Variables are also proposed aiming to detect the moment of a reduction in the energy consumption, as well as its value. The most common Machine Learning techniques were tested and four models were proposed: Support Vector Machine was used for consumers with an indication of possible fraud; for residential units without this indication, Gradient Boosting was used; for rural units, Random Forest was used; for the other classes, a Multilayer Perceptron Neural Network was used. The models were qualified based on a new metric, proposed as an alternative to the usual evaluation metrics, which computes the percentage of the energy benefit theoretically recovered by the model in relation to all the energy that could have been recovered. In theoretical tests, it was possible to obtain an accuracy of 39.4%, surpassing 19.5% the current methodology of the company, with 69.8% greater recall. The energy benefit metric also shows that the proposed methodology was able to recover 59.5% of the total amount of energy available, 153.2% higher than the company's current model. New research involves the application of the proposed methodology to the company's base for the classification of the consumers and inspections will be sent to verify the results.
  • ELAYNE HOLANDA MADRUGA
  • SINTONIA DE CONTROLADOR UTILIZANDO RECOZIMENTO SIMULADO PARA AMORTECIMENTO DAS OSCILAÇÕES ELETROMECÂNICAS
  • Fecha: 20-jul-2020
  • Hora: 10:00
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  • Alguns distúrbios podem prejudicar a estabilidade e gerar oscilações eletromecânicas nos sistemas elétricos de potência. Neste trabalho, é apresentado um projeto de controlador robusto que possui como principal objetivo amortecer os modos de oscilações eletromecânicas e garantir estabilidade ao sistema. Com o intuito de assegurar a robustez do controle, foi utilizado um método para seleção dos pares entrada-saída mais significativos do sistema, usando valores singulares e Matriz de Ganhos Relativos. Para atuar no sistema selecionado, foram utilizados controladores do tipo . Aqui, o controlador projetado foi de baixa ordem e os seus parâmetros foram ajustados utilizando Recozimento Simulado. Foi feita uma análise estatística dos parâmetros; a partir da sua validação, os controladores foram sintonizados e observou-se que o sistema foi amortecido e atendeu à condição de robustez. Foi feita, ainda, uma comparação do resultado com outros métodos de otimização; o Recozimento Simulado apresentou um bom desempenho comparativo. Além disso, foram simuladas situações atípicas no sistema para analisar a robustez. Houve uma boa reação à variação da potência de intercâmbio até um valor de 10%, mas não se observou eficácia do controle quando houve a retirada de um controlador. Percebeu-se, assim, que o controlador projetado se mostrou eficiente para incertezas não elevadas.
  • PATRÍCIO FERNANDES DE CASTRO
  • ANÁLISE DE CONFIABILIDADE DO SISTEMA ELÉTRICO DE UMA PLATAFORMA DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO E GÁS
  • Fecha: 03-jul-2020
  • Hora: 14:00
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  • Nesse trabalho é realizada uma análise de confiabilidade de um sistema elétrico de potência de uma plataforma de produção de petróleo (tipo FPSO), utilizando o software PowerFactory®. As taxas de falhas e tempos de reparo, para o sistema de geração principal, foram obtidos do sistema de geração real uma plataforma; para o sistema de distribuição esses dados foram obtidos a partir da literatura técnica disponível. O objetivo do estudo é avaliar os índices de confiabilidade dos sistemas de geração e distribuição da plataforma comparando-se o desempenho de confiabilidade em diferentes cenários e topologias operacionais. A curva de duração de carga da plataforma foi levantada para um ano de operação e carregada na simulação executada. Para o sistema de geração principal, dois casos foram simulados, sendo um deles com dados de falha dos geradores de acordo com levantamento realizado e o outro cenário desconsiderando uma falha de 1.528,37 horas em um dos geradores. Sendo assim, foram calculadas a Probabilidade de Corte de Carga e Demanda Esperada Não Suprida. Também foram elaboradas tabelas de probabilidades das capacidades indisponíveis para cada caso analisado no sistema de geração principal. No sistema de distribuição, foram analisadas oito topologias operacionais, sendo elas a operação normal do sistema e sete topologias de contingências definidas em padrão operacional do sistema elétrico da plataforma. Nesta simulação, foram calculados os índices de confiabilidade do sistema e dos pontos de carga, sendo levada em consideração a interdependência entre componentes do sistema em caso de falha na alimentação dos auxiliares dos turbogeradores.
  • KAÍQUE RHUAN DE AZEVEDO ALBUQUERQUE
  • DESENVOLVIMENTO DE UM ALGORITMO DE ROTEAMENTO PARA REDES DE SENSORES SEM FIO UTILIZANDO ALGORITMO GENÉTICO VISANDO A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
  • Fecha: 28-feb-2020
  • Hora: 08:30
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  • Empregados em diversos setores da sociedade, nós sensores compõem uma rede de troca de dados que auxiliam na leitura de fenômenos físicos e no controle de sistemas diversos, seja fazendo medições ou até mesmo gerando sinais de controle. Devido a limitações de projeto, em muitos casos estes nós possuem uma fonte de energia esgotável. Sendo assim, uma das maiores problemáticas que devem ser solucionadas no funcionamento de uma rede de nós sensores é a manutenção da fonte de energia. E uma das formas de realizar essa manutenção é a criação de rotas eficientes para troca de dados. Nesse trabalho é apresentado o desenvolvimento de um algoritmo de roteamento para Redes de Sensores Sem Fio (RSSF). O algoritmo baseia-se no Algoritmo Genético (AG), estratégia de otimização que busca soluções ótimas para problemas com técnicas inspiradas em processos naturais de evolução das espécies. Neste trabalho é apresentada uma forma de calcular rotas válidas entre um transmissor eum receptor para entrega de pacotes de dados alémderealizarobalanceamentodoconsumoenergéticodosnósdarede.Épretendidoque haja uma distribuição de maneira equilibrada da energia consumida na RSSF. A proposta foi avaliada em um cenário de simulação das etapas de transmissão e recepção de dados em uma RSSF, em que houve a avaliação do equilíbrio do consumo de energia dos nós da rede. Este resultado afeta diretamente o consumo de energia pelos nós e o prolongamento do tempo de vida da rede. Os resultados foram obtidos por simulação usando a ferramenta computacional MATLAB® e comparados com técnicas clássicas de traçado de rotas, tais como o algoritmo de Busca Exaustiva e o de Roteamento Oportunista.
  • ANTONIO DUTRA DANTAS DE ALMEIDA
  • Conversor CA-CC-CA Monofásico-Trifásico com Transformadores em Cascata Alimentando um Motor de Indução com os Enrolamentos em Aberto
  • Fecha: 19-feb-2020
  • Hora: 08:00
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  • A utilização de uma rede trifásica de energia é amplamente necessária para as mais diversas aplicações, sejam elas, rurais ou urbanas. Porém, nem sempre as redes trifásicas estão disponíveis, no qual são substituídas muitas vezes por redes monofásicas. E em diversas aplicações que constituem o acionamento de motores trifásicos como, por exemplo, em tração de trens elétricos, a utilização de conversores monofásicos para trifásicos são necessários para realizar o acionamento destes motores. Neste trabalho, é analisada uma topologia para acionamento de um motor de indução com enrolamentos de terminais em abertos (do inglês, Open End Winding Induction Motor ou OEWIM), obtendo tensões multiníveis na entrada e na saída do conversor com estratégias de modulação por largura de pulso (do inglês, Pulse Width Modulation ou PWM). O conversor também fornece correção de fator de potência, controle de corrente drenada da rede elétrica, controle das tensões dos barramento CC para os níveis de tensão desejados a partir de um controle por histerese. E também, foram realizadas análises de distorções harmônicas para tensões e correntes, além de análise de perdas nos interruptores (semicondutores). A topologia proposta é do tipo CA-CC-CA, é analisada e testada com simulação e resultados experimentais também são apresentados validando a topologia proposta.
  • CAROLINA ALBUQUERQUE CALDEIRA
  • ANÁLISE DO FORNECIMENTO DE SERVIÇOS ANCILARES POR UM SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA BASEADO EM BATERIA EM UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO
  • Fecha: 18-feb-2020
  • Hora: 10:00
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  • Neste trabalho, um sistema de armazenamento de energia por baterias é utilizado em conjunto comum conversor trifásico bidirecional com o intuito de fornecer serviços ancilares a um sistema de distribuição, cujos níveis de tensão e potência foram adaptados em escala dos dados de consumo medido provenientes do Instituto Federal da Paraíba. Os serviços ancilares incluem a compensação de harmônicos, provenientes das cargas não-lineares conectadas ao ponto de acoplamento comum, correção do fator de potência e a injeção de potência ativa por parte do sistema de armazenamento de energia baseado em baterias em horários de ponta e fora de ponta, visando a minização dos custos com demanda e a redução do fluxo de potência. Para realizar a redução de harmônicos na corrente da rede, foi implementado o controle proporcional-integral, no qual utilizou-se apenas a corrente medida na rede para realizar o controle. O controle da corrente do sistema de armazenamento de energia baseado em baterias também foi realizado pelo mesmo controlador, onde foi necessário apenas a leitura da corrente que circulava na bateria, permitindo também o controle de seu estado de carga. O gerenciamento de energia, por sua vez, foi realizado de acordo com a análise de curva de carga do sistema de distribuição em estudo e com o estado de carga do sistema de armazenamento, onde foram definidos o período de ponta e fora de ponta em que a bateria seria carregada e descarregada. Os resultados foram obtidos através de simulações realizadas no software MATLAB/Simulink® e os experimentos foram realizados no Laboratório de Otimização de Sistemas de Energia, permitindo a análise da distorção harmônica total e do fator de potência com o uso de carga-não linear, e a análise de energia com o uso da curva de carga. Foram analisados diferentes cenários que validaram a contribuição do sistema proposto no fornecimento de serviços ancilares no sistema de distribuição em estudo.
  • MARCOS VICTOR DANTAS DE SÁ
  • MODELING AND DESIGN OF A NEW BIDIRECTIONAL HYBRID DC-DC TOPOLOGY COMPOSED OF A PUSH-PULL CONVERTER AND A SWITCHED CAPACITOR CELL
  • Fecha: 14-feb-2020
  • Hora: 14:00
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  • DC-DC power conversion has gained greater importance in recent years, due to the increased use of distributed generation, electric vehicles, energy storage and uninterrupted power supplies. In these applications it is common to have situations in which the positioning of the load and the power supply alternate, which highlights the study of bidirectional converters. This work proposes a new bidirectional hybrid DC-DC converter topology that is composed of a push-pull converter connected to a ladder switched-capacitor cell. The advantages of this topology are bidirectionality, soft switching, high gain, natural voltage clamping, voltage switch reduction and high frequency isolation. In addition, it will be presented the analysis of the converter stages of operation, deduction of mathematical equations of static gain and design, dynamic modeling of the converter to obtain the control loop and numerical example, as well simulation results to prove the converter correct operation.
  • RAFAEL PEREIRA DE MEDEIROS
  • OTIMIZAÇÃO DO TEMPO DE VIDA DE UMA REDE DE SENSORES SEM FIO BASEADO EM AUTÔMATOS CELULARES DE APRENDIZAGEM
  • Fecha: 14-feb-2020
  • Hora: 08:30
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  • Com o advento da automação, seja na indústria ou em residências, cada vez mais informação está sendo gerada, tanto na forma de acionamentos quanto por aquisição. Com isso, cada vez mais sensores e atuadores estão sendo utilizados, caracterizando redes cada vez mais densas. No caso dos nós sensores, é necessário haver um gerenciamento de uso dos mesmos, para uma melhor gestão energética. Os Sistemas a Eventos Discretos (SED) são apresentados como solução para uma melhor elaboração da lógica aplicada e aproveitamento dos sensores. Além disso, por meio dos Autômatos Celulares de Aprendizagem (ACA), tem-se a possibilidade de elaborar rotas inteligentes que atendam aos requisitos de cobertura do sistema, de forma otimizada. Para tanto, neste trabalho, é apresentando um modelo para caracterização de uma rede de sensores sem fio, baseada na teoria dos sistemas a eventos discretos e considerando-se autômatos celulares de aprendizagem, para otimização do consumo de energia em uma rede de sensores sem fio, por meio da formação de rotas visando o aumento do tempo de vida da rede. O modelo foi desenvolvido, analisado e avaliado usando a ferramenta computacional stateflow no MATLAB®/Simulink®. Foram elaborados algoritmos correspondentes ao modelo e testes experimentais para validação dos métodos. A partir dos resultados em simulação, foi verificada uma redução no consumo médio da rede de até 67,54 % e um aumento do tempo de vida de até 192,86 %, nos cenários analisados. Os resultados experimentais foram realizados utilizando uma rede de sensores sem fio com cinco nós sensores, sendo observado um aumento do tempo de vida em 31,71 %.
2019
Descripción
  • IGLEYCE KELLY ALVES DA SILVA
  • Modelagem de controle do inversor para Geração Distribuída em DIgSILENT PowerFactory® para análise de redes elétricas
  • Fecha: 04-dic-2019
  • Hora: 10:00
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  • Este artigo apresenta a modelagem de controle do inversor no DIgSILENT PowerFactory® para analisar os efeitos de fontes de geração distribuída (DG) na rede de distribuição. A modelagem deste inversor foi projetada considerando o bloco "Composite Model", consiste em slots aos quais controladores ou elementos predefinidos podem ser atribuídos (‘Common Models’) dentro de um sistema dinâmico. Assim, o uso desta ferramenta permite uma análise muito detalhada do comportamento dinâmico do sistema, permitindo o controle de suas variáveis. Para aplicar em um sistema grande, foi realizado o projeto de controladores para o sistema de energia e foi implementado no sistema de 9 barramentos. Análises de comutação de curto-circuito e carga foram realizadas e os resultados numéricos são apresentados e discutidos para demonstrar a aplicabilidade da modelagem de controle do inversor proposta em grandes sistemas.
  • VANESSA DA COSTA MARQUES
  • Regulação de Tensão com Injeção de Potência Reativa de Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede Monofásica
  • Fecha: 18-oct-2019
  • Hora: 14:00
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  • Este trabalho analisa o impacto dos elevados níveis de penetração da geração fotovoltaica distribuída nas redes elétricas de baixa tensão (127V/220V/380V) do sistema de distribuição de energia elétrica e apresenta uma proposta de controle de tensão baseado em componentes αβ/dq para a microgeração distribuída com painéis solares, que visa injetar potência reativa para regular a tensão no ponto de conexão do referente sistema de geração com a rede elétrica durante desequilíbrios entre a geração e o consumo. No estudo proposto foram realizadas simulações computacionais através dos softwares comerciais MATLAB/Simulink® e PSIM® e obtidos resultados experimentais do controle proposto em bancada experimental pertencente ao Laboratório de Otimização de Sistemas Elétricos, (LOSE), da UFPB.
  • RAFAEL DE MELO SILVA SANTOS
  • Estimação do Estado de Carga de Baterias de Lítio-íon em Diferentes Condições de Temperaturas Utilizando Filtros de Kalman
  • Fecha: 30-ago-2019
  • Hora: 09:00
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  • Um dos desafios da humanidade no seculo XXI e reverter a degradacao ambiental em andamento, sem deter o desenvolvimento humano. A isso se chamou, muito apropriadamente, de desenvolvimento sustentavel. Para a obtencao do desenvolvimento sustentavel, a inovacao tecnologica tanto na geracao quanto no uso de eficiente de energia e imprescindivel. O desenvolvimento de veiculos eletricos e peca chave para esse desenvolvimento sustentavel, e consequentemente o emprego de baterias, haja vista que sao os elementos responsaveis por armazenar energia eletrica em forma de energia eletroquimica. Estimar o estado de carga de baterias e fundamental para se ter o conhecimento preciso da capacidade de fornecimento que a bateria possui no momento, alem de possibilitar, por exemplo, a implementacao de tecnicas de gerenciamento do uso da energia e sistemas de protecao eficientes. Para isso foi implementada uma metodologia que permite a estimacao de carga de baterias para diferentes condicoes de temperatura utilizando metodos matematicos como o filtros de Kalman, em especial o filtro de Kalman estendido, a qual permite avaliar o comportamento do Estado de Carga (em ingles, State of Charge - SoC) para tres valores de temperatura diferentes, 10 ◦C, 25 ◦C e 40 ◦C. Alem disso, um metodo para identificacao e determinacao do modelo de circuito equivalente de uma bateria e proposto. A partir da metodologia desenvolvida, alguns resultados foram obtidos com a utilizacao de uma bateria Litio (LiFePO4) de 20 Ah de capacidade e tensao nominal de 3,3 V. A partir do metodo proposto para identificacao do modelo de circuito equivalente adequado da bateria e da estimacao dos parametros deste modelo, foi possivel determinar um modelo com ramos RC, para a bateria de Litio e assim, estimar os parametros deste modelo. Em seguida, o estado de carga de baterias para as temperaturas de 10 ◦C, 25 ◦C e 40 ◦C foi determinado. A partir de resultados numericos, o Filtro de Kalman estendido implementado durante a pesquisa mostrou convergencia na previsao do comportamento dinamico do sistema, no qual o erro de covariancia permaneceu entre 3 % e 6 %, mostrando assim a convergencia do metodo proposto. Ja o filtro de Kalman tradicional chegou a atingir um residuo maximo de 83 %.
  • MARCOS LÁZARO DE ANDRADE QUIRINO
  • Modelling and Drive of a twelve-phase induction motor with harmonic injection
  • Fecha: 29-ago-2019
  • Hora: 15:30
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  • The electromagnetic torque can be increased, with significant gain, through the harmonic injection technique. With this procedure, it is possible we use a induction machine with a number of stator phases more than, reducing their dimensions when compared with the three-phase machines, widely used today and easily found on the market. By using multiphase machines we were able to obtain larger conjugates to meet heavier loads, improving the efficiency of certain electromechanical systems, thus taking up less space and increasing the reliability. The present work proposes a mathematical modeling for a twelve-phase induction machine with cage rotor, considering the spatial flow harmonics and the harmonic injection analysis in time. It is presented that using from the fundamental component up to the eleventh harmonic it is possible to produce mechanical torque converter CC, improving the mechanical torque density of a drive system. We present the dynamic model of the machine, the steady state analysis and the set of experimental results.
  • LEONARDO TEODOSIO DA COSTA
  • Análise e desempenho de um sistema fotovoltaico conectado a uma rede elétrica não-senoidal
  • Fecha: 28-ago-2019
  • Hora: 10:30
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  • Este trabalho apresenta uma metodologia de controle adequada para um sistema fotovoltaico conectado a uma rede elétrica não-senoidal trifásica. Neste sistema, a injeção de potência ativa deve ser máxima para o aproveitamento otimizado da energia produzida pelo conjunto de painéis. A partir da construção do sistema de controle com a rede não-senoidal, faz-se uma análise em termos da qualidade e quantidade da potência ativa e o fator de potência que é processado pelo sistema fotovoltaico. A comparação entre o desempenho do controle repetitivo e do controle ressonante com relação à presença de harmônicos da rede serão apresentadas, verificando a performance dos mesmos quando a não utilização do algoritmo de sincronismo. O sistema de geração de energia fotovoltaica conectado à rede é composto por módulos fotovoltaicos, conversor CC-CC Push-Pull alimentado em corrente, inversor de tensão trifásico a três braços-três fios, filtro indutor-capacitor-indutor e simulados em ambiente MATLAB® e PSIM®.
  • TIAGO AUGUSTO TEXEIRA
  • ALGORITMO PARA AJUSTE AUTOMÁTICO DE GANHO EM TEMPO REAL PARA CIRCUITO FLEXÍVEL DE CONDICIONAMENTO DE SINAL
  • Fecha: 27-ago-2019
  • Hora: 16:00
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  • A crescente necessidade de um controle mais efetivo em sistemas elétricos de potência (geração, transmissão e distribuição) tornou o desenvolvimento de smart grids(SG) o principal objeto de estudo para muitos pesquisadores. Neste contexto e procurando a integração e convergência de diferentes sistemas para incorporar uma infraestrutura de uma SG, e proposto e implementado um algoritmo para controle de parâmetros associado a um circuito para condicionamento de sinal flexível aplicado a um dispositivo eletrônico inteligente em aplicações de SG. Então, baseado neste circuito de condicionamento de sinais, foi desenvolvido um dispositivo eletrônico inteligente flexível(DEIF). Este dispositivo difere de outros dispositivos eletrônicos inteligentes (Intelligent Electronic Devices) (DEI) pois realiza a aquisição de diferentes sinais (tensão, corrente, temperatura, pressão, etc.) com diferentes valores de condicionamento (por exemplo, ganho e offset), além disso, com possibilidade de realizar o autocondicionamento por software. O DEIF pode operar, entre outras aplicações, como um medidor inteligente de duas vias, como um controlador dinâmico (local) e/ou como um controlador supervisório, melhorando assim a efi ciência, con fiabilidade e segurança do sistema. Outras vantagens da solução proposta são: baixo custo, versatilidade (mudanças podem ser feitas por software), capacidade de processamento elevada (usa um processador ARM), recursos de comunicação (rede de arquitetura híbrida), fácil integração, interoperabilidade, fácil manutenção, modularidade e escalabilidade. Um protótipo do DEIF e apresentado e sua e ficácia, exibilidade e versatilidade são demonstradas experimentalmente.
  • JESSICA MADRUGA DE MIRANDA HENRIQUES
  • PREDITORES APLICADOS NA INICIALIZAÇÃO INTELIGENTE DO MÉTODO DA SOMA DE POTÊNCIAS EM SÉRIE TEMPORAL
  • Fecha: 31-jul-2019
  • Hora: 16:00
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  • A análise convencional dos sistemas de potência em regime permanente é feita a partir da execução do fluxo de carga, onde podemos analisar o comportamento do sistema. Contudo, com a inserção da geração distribuída, por exemplo, a natureza do sistema passa a ser mais intermitente. A partir de problemas como esse e também de uma maior disponibilidade de processamento e memória que permitem realizar ações que antes eram inviáveis, a ideia de executar um Fluxo de Carga na Série Temporal, que abre a possibilidade de analisar como o estado do sistema varia durante o dia, torna-se desejada. Para essa análise temporal, muitas iterações no método de fluxo de carga são feitas para cada amostra de tempo. Neste trabalho, foi desenvolvido um algoritmo com o intuito de reduzir o número total de iterações necessárias em cada instante de tempo. Para isso, foi feita a análise e implementação de preditores que fazem uma inicialização inteligente das tensões nas barras da rede antes de executar o fluxo de carga. O número de iterações necessárias para convergência foi então comparado com o valor de referência, obtido sem inicialização inteligente do fluxo de carga. Além de três preditores inteligentes encontrados na literatura e com bons resultados de otimização, outros três novos preditores foram propostos. Para essa análise, foram utilizados dados de um sistema real de 63 barras com carregamento real e quatro cenários diferentes de variação da carga para validar os preditores. Os resultados apresentados comprovaram a eficácia dos preditores com a inicialização inteligente e ainda uma melhoria com os novos preditores propostos.
  • FRANK WESLEY RODRIGUES
  • Projeto Simultâneo do Regulador Automático de Tensão e Estabilizador de Sistema de Potência Utilizando Otimização por Enxame de Partículas Modificado
  • Fecha: 30-jul-2019
  • Hora: 10:00
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  • Este trabalho apresenta o projeto de controle ótimo para determinação simultânea de parâmetros dos controles associados com a regulagem de tensão e o aumento do amortecimento das oscilações no gerador síncrono utilizando a técnica de Otimização por Enxame de Partículas (PSO - Particle Swarm Optimization) com modificações propostas. Neste trabalho é possível verificar com detalhes como empregar o algoritmo proposto para pesquisa eficiente dos melhores parâmetros do Regulador Automático de Tensão (AVR - Automatic Voltage Regulator) e do Estabilizador de Sistema de Potência (PSS - Power System Stabilizer) para um Sistema Máquina Barra Infinita (SMIB - System Machine Infinity Bus) e no sistema 9 Barras do Anderson. As modificações propostas no PSO clássico são representadas por alterações na forma de cálculo do fator de inércia do algoritmo. Os valores encontrados foram comparados com os parâmeros obtidos utilizando técnicas de sintonia convencionais, baseados em modelos de equações diferenciais linearizadas e também com a técnica do PSO clássico. Para análise do desempenho dos controles, utilizou-se uma função objetivo baseada na resposta no tempo do sistema. Análise dos resultados das simulações com o método proposto mostrou que as modificações realizadas proporcionaram um melhor desempenho do algoritmo, destacando-se pela sua simplicidade, característica de convergência estável e ajuste rápido dos parâmetros do controlador ótimo do AVR e PSS.
  • ANTONIO VENANCIO DE MOURA LACERDA FILHO
  • Novo inversor híbrido de cinco níveis alimentado por conversor CC-CC do tipo boost/flyback
  • Fecha: 29-jul-2019
  • Hora: 09:00
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  • A busca por conversores de potência que realizem o processamento de energia com maior eficiência e menores perdas, é constante na eletrônica de potência. Uma das utilizações destes conversores é no processamento da energia fotovoltaica. O aporte financeiro para o setor de micro e mini geração de energia solar no Brasil tem aumentado ao longo dos anos, fazendo com que o número de instalações cresça. Este trabalho tem como objetivo apresentar dois novos tipos de conversores. Um conversor cc-cc boost-flyback composto a partir de algumas topologias já existentes e um novo inversor cc-ca de 5 níveis. A tensão gerada por módulos fotovoltaicos é de baixo valor, sendo necessária a elevação para níveis compatíveis em sua aplicação. No caso de aplicação em uma rede de corrente alternada, um inversor é utilizado em série com o elevador de tensão. Um conversor boost-flyback, com duas saídas isoladas é integrado a um novo inversor de cinco níveis para compor um sistema que posteriormente pode ser alimentado por módulos fotovoltaicos. Uma análise detalhada do boost-flyback é apresentada considerando o conversor ideal e em seguida considera-se as perdas dos componentes. O estudo do novo inversor híbrido é apresentado a partir do seu projeto, funções de modulação dos interruptores para obtenção dos esforços de corrente e perdas de condução e chaveamento. A análise dos modos de operação do sistema integrado é apresentada. Por fim, os resultados de simulação e experimentais são apresentados com o objetivo de validação do estudo realizado.
  • JONATHAN JEFFERSON PEREIRA MOURA
  • Modelo para Estimação do Estado de Carga de Baterias de Lítio-Íon Baseado em Redes Neurais Auto Regressivas Não-Lineares Com Entradas Externas
  • Fecha: 29-jul-2019
  • Hora: 09:00
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  • Atualmente, a busca pela utilizacao e o aprimoramento do armazenamento de energia eletrica seja para utilizacao em sistemas isolados de energia (off grid), dispositivos moveis ou implantacao em veiculos eletricos tem se tornado foco de pesquisas que visam uma maior eficiencia no controle de carga e descarga de baterias. Neste cenario, e proposto um metodo para estimacao do Estado de Carga (SoC) para baterias de litio-ion, utilizando como estrutura base as redes neurais artificiais do tipo nao-linear auto regressivas com entradas externas (NARX). A estrutura usada para determinacao do SoC consiste em uma rede NARX tendo como entradas tensao dos terminais da bateria e temperatura ambiente alem do SoC no instante anterior realimentado, fornecendo na saida da rede o valor do SoC no instante atual. Os procedimentos de criacao do banco de dados com ensaios de descarga para varias correntes e temperatura diferentes foram efetuados utilizando a ferramenta Simulink. O treinamento da rede neural se deu por meio do toolbox Neural Net Time Series do software Matlab®. Foram desenvolvidas um total de 12 redes neurais utilizando funcoes de ativacao tangente hiperbolica, sigmoide, linear saturada e puramente linear de tal forma que suas validacoes foram realizadas tambem atraves do Matlab®. Os resultados dos testes de validacao foram comparados com outras estruturas de redes neurais baseadas em tecnicas reportadas na literatura, de modo que a estrutura proposta obteve um Erro Quadratico Medio maximo de 1,864% e um Erro Percentual Absoluto Medio maximo de 2,807%.
  • FILIPE VIEIRA ROCHA
  • Sistema de Geração Monofásico-Trifásico Utilizando Gerador de Indução Duplamente Alimentado
  • Fecha: 26-jul-2019
  • Hora: 10:00
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  • A utilização de fontes renováveis de energia vem aumentando muito nos últimos anos, em especial, a energia eólica vem ganhando grande espaço no Brasil. Os sistemas eólicos operam a velocidade variável, devido a característica intermitente da velocidade dos ventos, assim o uso do Gerador de Indução Duplamente Alimentado (DFIG) tem se consolidado no mercado, pois esse tipo de gerador permite trabalhar com velocidade variável controlando a potência ativa e reativa fornecidas pelo estator de modo desacoplado. O Brasil por possuir grande extensão territorial muitas vezes apresenta somente redes monofásicas nas áreas mais isoladas. Para geração de energia eólica nessas regiões existem poucas soluções para conexão do DFIG com a rede. Mesmo as soluções presentes na literatura se limitam a operar com velocidade variável ou garantir tensões trifásicas balanceadas e com frequência constante nos terminais do gerador. Este trabalho propõe uma nova topologia de sistema de conversão que serve de interface do DFIG para rede elétrica monofásica. O sistema proposto utiliza conversores CA-CC-CA bidirecionais com seis braços que transformam a tensão da rede elétrica monofásica em tensões trifásicas equilibradas nos terminais do estator do gerador e garantem o trabalho com velocidade variável. Além disso, foi desenvolvida uma técnica de controle sensorless de velocidade. São apresentados os modelos do DFIG e dos conversores utilizados, bem como as estratégias de controle e modulação por largura de pulso (PWM). São realizados estudos de perdas comparativos com as topologias encontradas na literatura, análise em regime permanente dos conversores. Além disso, é proposta uma solução para caso de falha em um dos braços do conversor do lado do rotor. Resultados de simulação e experimentais com intuito de validar o sistema proposto são apresentados.
  • DANILO BARRETO CAVALCANTI
  • Aplicação de Computação Estocástica à Detecção de Bordas em Imagens Digitais
  • Fecha: 23-jul-2019
  • Hora: 10:00
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  • Este trabalho compara o algoritmo de detecção de bordas em imagens em tons de cinza baseado em operadores de Sobel em duas implementações: utilizando lógica digital convencional e utilizando Computação Estocástica. Esse último caso se refere a uma forma não convencional de organizar números e operá-los, tratando-os como probabilidades. A área possui vantagens em relação a robustez a ruídos, utilização de área de circuitos integrados e consumo de potência, ao se comparar com a Eletrônica Digital CMOS amplamente utilizada, para certas aplicações. São feitas implementações em software (Python) e em hardware (Verilog/FPGA) de ambos os casos. Mostra-se que a ordem de grandeza da diferença dos resultados obtidos pelas abordagens é de dois bits. É mostrado que a estocástica é mais robusto a ruídos suaves, e com distribuições de erro menos discrepantes entre 1% e 5% de taxas de erro de bits. Finalmente, são mostradas a quantidade de portas lógicas utilizadas em cada versão e sua respectiva potência requerida. Isso estabelece diretrizes de custo-benefício para projetos de Eletrônica Digital visando eficiência energética.
  • CAIO LUIZ GOMES DE SOUSA ALVES
  • ANÁLISE TÉRMICA E AVALIAÇÃO DAS INCERTEZAS DOS PARÂMETROS DO MODELO ELÉTRICO DA BATERIA DE LÍTIO-ÍON
  • Fecha: 08-jul-2019
  • Hora: 09:00
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  • As baterias são sistemas eletroquímicos complexos, que tem como principal aplicação o armazenamento de energia para uso em diversas áreas, como veículos elétricos, dispositivos móveis, telecomunicações e rede elétrica. Para a determinação da condição de operação de uma célula de bateria, então são definidos e estimados alguns parâmetros inerentes ao comportamento da célula da bateria, tal como Estado de Carga, Estado de Saúde, Tensão de circuito aberto e temperatura interna. Quando a célula de bateria é submetida a diferentes valores de temperaturas, diferente da determinada como condição normal de temperatura e pressão, esses parâmetros apresentam um comportamento diferentes ao determinado pelo fabricante. Essa temperatura, considerada temperatura ambiente, afeta o comportamento dinâmico da célula de bateria, degradando o elemento, reduzindo seu ciclo de vida, reduzindo sua capacidade de fornecer energia a carga associada ao elemento, possibilitando que tenha a ocorrência de danos maiores como incêndio e explosão. Para se determinar os valores desses parâmetros que definem o comportamento da célula de bateria, baseando nas normas e nos trabalhos publicados na bibliografia, foi definido um perfil de carga para realizar os ensaios de laboratório ao qual foram medidos os valores das variáveis do elemento. Com o intuito de repetir os ensaios reais gerados por meio de uma bancada de teste, foi desenvolvido, em ambiente de simulação, um modelo computacional com os mesmos equipamentos presentes em ambiente real. Foi então proposto um modelo elétrico do elemento composto por componentes como resistência e capacitor, relacionando com o modelo térmico da célula da bateria, tendo como variáveis de entrada do modelo a temperatura ambiente e a corrente inserida na bateria. A partir dos valores dos componentes elétricos, foi possível determinar que para alguns desses componentes, há uma relação maior com a temperatura do que com o SoC. Porém, esses valores não apresentam normalmente uma consistência, havendo uma variação a cada temperatura ou SOC, sendo conhecida como incertezas. Esses valores dos parâmetros dos ensaios simulados foram comparados com os valores dos parâmetros dos ensaios reais e viu-se que há uma relação entre o comportamento dos gráficos dos dois tipos de ensaios. Através dessa análise, é possível avaliar que as baterias apresentam diferentes comportamentos de acordo com a variação das condições de operação e do ambiente.
  • LUIZ RENATO BRAZ PONTES
  • ALOCAÇÃO E OPERAÇÃO ÓTIMAS DE DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA VISANDO A OPERAÇÃO ECONOMICA EM SISTEMAS DE ENERGIA COM FONTES INTERMITENTES
  • Fecha: 27-may-2019
  • Hora: 10:00
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  • Neste trabalho é proposta uma formulação de programação não-linear inteira mista para alocação e operação ótima de baterias em sistemas de distribuição de energia elétrica com a inclusão de fontes renováveis. Além de determinar seu ciclo ótimo de carga e descarga, também determina o número ótimo a ser alocado. O método proposto respeita as restrições da rede elétrica, como o perfil de tensão dentro dos limites pré-estabelecidos, além da intermitência de fontes renováveis baseadas em energia eólica e solar, representadas por despachos variáveis durante a operação. São apresentadas redes de teste com 5 e 24 barras, que são utilizadas para verificar o desempenho geral do modelo matemático proposto. Os resultados mostram que o método proposto tem a capacidade de prolongar a vida útil das baterias e reduzir o custo de compra de energia elétrica, além de proporcionar uma melhor distribuição do armazenamento de energia no sistema, devido a alocação ótima.
  • EDSON PESSOA DE CARVALHO
  • ESTUDO E ENSAIO DE ACOPLAMENTO DE GERADOR FOTOVOLTAICO COM INVERSOR COMERCIAL PARA O ACIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO EM SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA
  • Fecha: 28-feb-2019
  • Hora: 16:00
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  • Este trabalho objetiva estudar e ensaiar uma topologia de conversão que se adeque à utilização em sistemas isolados de geração fotovoltaica e, contemple o acionamento de motores de indução trifásicos com aplicação ao bombeamento de água, com ênfase no baixo custo aquisitivo, fácil manutenção e relativa eficiência energética e operacional. As características do projeto estudado e experimentado seguem critérios específicos como: segurança, economicidade, dimensões reduzidas, operacionalidade e eficiência satisfatória. O modelo consiste de um conversor controlado por microprocessador projetado para transferir a máxima potência gerada por um arranjo fotovoltaico para suprir um inversor industrial no acionamento de uma eletrobomba, também do tipo comercial, com um motor de indução trifásico, ambos de fácil disponibilidade no mercado local. Foram realizadas simulações e avaliações com a utilização de softwares matemáticos e de simulação de circuitos elétricos. Os circuitos elétricos de potência foram pesquisados e projetados para serem testados em laboratório, e os resultados registrados. Para a realização do experimento foram utilizados equipamentos e dispositivos tais como: emulador de gerador fotovoltaico E4360A - KEYSIGHT, conversor cc-cc elevador, tipo push-pull alimentado por corrente, microprocessador de 120 MHz (TIVA) da Texas Instruments além de circuitos condicionadores de medição e acionamento de chaves. O microprocessador realizará as tarefas de controle do ponto de máxima potência (MPP) do gerador e demais proteções do sistema (desligamento). O controle da tensão do barramento de saída será realizado pelo inversor comercial parametrizado com estratégias de controle tipo escalar, controlando a potência consumida pela carga. Os resultados do estudo e ensaio serão demonstrados e comentados.
  • RAONI DE ARAUJO PEGADO
  • Reconfiguração de Redes de Distribuição de Energia Elétrica usando Otimização por Enxame de Partículas Aprimorado
  • Fecha: 26-feb-2019
  • Hora: 08:00
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  • No presente trabalho é apresentado um método para a resolução do problema de reconfiguração de redes primárias de distribuição, fazendo uso dos recursos do software Open Distribution System Simulator (OpenDSS) e de uma nova técnica de otimização por enxame de partículas binárias (BPSO), nomeada de BPSO seletivo aprimorado. Além de utilizar do conceito de busca por malha ou espaço seletivo, o que reduz consideravelmente o espaço de busca das soluções, o método proposto possui uma nova função sigmoide capaz de promover um controle na taxa de mudança das partículas e uma melhor exploração do espaço de busca, resultando em uma melhoria na convergência dos resultados do algoritmo. O algoritmo de solução foi desenvolvido para minimizar as perdas de potência do sistema, levando em consideração seus limites operacionais. Para isso, foi elaborado um programa na linguagem de programação C# permitindo a integração entre o OpenDSS e o método de reconfiguração proposto. Seu funcionamento foi demonstrado em um sistema simples de 5 barras. Finalmente, o algoritmo proposto foi aplicado nos sistemas de distribuição de cinco (33-Barras e 69-Barras) e treze dimensões (94-Nós) disponíveis literatura técnica, realizando testes de validação e efetividade das rotinas desenvolvidas. Os resultados dos testes foram comparados com resultados de outras técnicas modernas reportadas na literatura.
  • NATHAN LUAN DUTRA SARMENTO
  • ESTUDO DO COMPORTAMENTO E CONTROLE DE ATUADORES DE LIGA DE MEMÓRIA DE FORMA UTILIZANDO REDES NEURAIS
  • Fecha: 25-feb-2019
  • Hora: 14:00
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  • Ligas de memória de forma são materiais inteligentes e que podem ser utilizados como atuadores em diversas situações. O controle de atuadores de liga de memória de forma, porém, pode ser desafiador devido à não-linearidade e comportamento histerético deste tipo de material. Nesse sentido, o uso de Redes Neurais Artificiais torna-se um artifício interessante em termos de sensoreamento e controle dos atuadores de liga de memória de forma. Foi realizado um estudo com molas feitas de Ligas de Memória de Forma, visando maior compreensão dos fenômenos físicos de transformação de fases para controle desse tipo de atuador. O uso da resistência elétrica como elemento sensor para realimentação foi proposto, e uma Rede Neural Artificial foi projetada para aprendizagem da relação entre a resistência elétrica e força exercida pela mola de Liga de Memória de Forma. Além disso, um circuito de acionamento foi desenvolvido e foi projetado um Filtro de Kalman para estimação das variáveis a serem utilizadas no controle do atuador. Por fim, um método de controle baseado em Redes Neurais foi proposto e seus resultados foram mostrados. O uso de Redes Neurais foi eficiente tanto em termos de sensoreamento quanto em termos de controle. Além disso, a força aplicada pelas molas de Liga de Memória de Forma convergiu de forma satisfatória para os valores de referência no sistema em malha fechada.
  • CAMILA JÉSSICA SAMPAIO DOS SANTOS
  • AMORTECIMENTO DE OSCILAÇÕES ELETROMECÂNICAS EM UM SISTEMA CARGA-FREQUÊNCIA UTILIZANDO TABU SEARCH
  • Fecha: 15-feb-2019
  • Hora: 10:00
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  • Este trabalho apresenta o projeto de um controlador robusto tendo como objetivo principal o amortecimento de modos de oscilações eletromecânicas (MOE) em sistemas de potência de três áreas, buscando alcançar a estabilidade robusta do sistema. Técnicas de análise e projeto de controladores de sistemas multivariáveis no domínio de frequência são usadas para verificar a possibilidade de se obter controle robusto com controladores de ordem reduzida descentralizados. Para que os controladores atinjam a robustez é necessário que ocorra a seleção dos pares entrada-saída mais significativos para o sistema, para tal, foi aplicado técnicas de análise a um sistema carga-frequência de três áreas. O controlador é do tipo ��∞ e o método de otimização aplicado, para obter os parâmetros do controlador robusto, foi o tabu search.
2018
Descripción
  • HÉLIO OLIVEIRA TRIGUEIRO
  • Conversor CC-CC Push-Pull Trifásico Bidirecional
  • Fecha: 14-dic-2018
  • Hora: 09:00
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  • Com o continuo crescimento em processos de microgeracao, estudos de veiculos eletricos e sistemas que necessitam do processo de conversao da tensao eletrica, tornam-se necessarios estudos dos varios elementos que compoem estes sistemas. Um deles e o conversor CC-CC, o qual ira adaptar a tensao originada de um sistema gerador para um valor que pode ser maior ou menor que o original, a depender do sistema projetado. Assim, neste trabalho, sera apresentado o estudo de um conversor CC-CC com bidirecionalidade, sendo entao capaz de operar com dois sentidos de fluxo de potencia: do lado de baixa tensao para o lado de alta tensao e vice-versa. A topologia do conversor escolhida foi do push-pull trifasico, com o controle feito por controladores PI e modulacao PWM. Resultados de simulacao validam o sistema proposto, alem da apresentacao de um estudo experimental.
  • FELIPE FERNANDES DA SILVA
  • SINTONIA DE CONTROLADORES ROBUSTOS PARA AMORTECIMENTO DE OSCILAÇÕES UTILIZANDO ENXAME DE PARTÍCULAS
  • Fecha: 03-dic-2018
  • Hora: 10:00
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  • Devido ao constante crescimento e avanco tecnologico do sistema eletrico, surgiram oscilacoes eletromecanicas inerentes ao seu funcionamento. Essas oscilacoes sao responsaveis por causar instabilidade ao sistema, pois limitam a capacidade de transmitir potencia alem de aumentar o risco de ocorrer paradas nao programadas. Este trabalho tem como objetivo principal, o amortecimento de oscilacoes eletromecanicas em sistemas de potencia de tres areas, pretendendo alcancar a estabilidade robusta do sistema. Para isso, serao utilizadas tecnicas de analise e projeto de controladores para sistemas multivariaveis no dominio da frequencia, para investigar a viabilidade de se conseguir controle robusto a partir de controladores descentralizados de ordem reduzida. A selecao dos pares entrada-saida mais significativos para o sistema e indispensavel para que os controladores aplicados neles, atinjam a robustez. Para tal, foram aplicadas tecnicas de analise frequenciais: matriz de ganhos relativos e analise dos valores singulares. As tecnicas de analise foram aplicadas a um sistema carga-frequencia de tres areas. O controlador e do tipo 𝐻∞ e o metodo de aplicado nesse trabalho, para obter o controle robusto do sistema, foi o particle swarm optimization (PSO), obtendo resultados satisfatorios.
  • JOSÉ TORRES COURA NETO
  • PROCESSAMENTO DE VALORES ATÍPICOS EM REDES ELÉTRICAS INTELIGENTES BASEADO EM ALGORITMOS NEURO-FUZZY
  • Fecha: 30-nov-2018
  • Hora: 09:00
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  • As redes elétricas inteligentes estão cada vez mais presentes para aperfeiçoar a eficiência energética e diversos equipamentos são fundamentais nesse processo, entre eles os medidores inteligentes. Tais dispositivos acumulam um fluxo enorme de informações passíveis de serem analisadas para auxiliar na tomada de decisão dos controladores do sistema elétrico. O que torna presente o conceito de Big Data Analytics, capaz de processar diversos dados e corrigir valores atípicos, denominados de outiliers, por meio de algoritmos utilizando inteligência artificial, como a lógica Fuzzy e as Redes Neurais Artificiais. Como forma de melhorar os resultados existentes, o presente trabalho sugere a utilização de um algoritmo híbrido, o Adaptative Neuro-Fuzzy Inference System – ANFIS. Tal algoritmo mostrou melhores desempenhos na correção de outliers quando comparados com técnicas baseadas em Redes Neurais Artificiais - RNA e Interpolação Linear. Finalmente, serão apresentados resultados das estimações usando dados reais de demanda de energia para uma subestação de distribuição de energia elétrica.
  • KAMILLA MAIA BARRETO
  • DESEMPENHO DE UM CONTROLE REPETITIVO EM UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE SOB CONDIÇÕES DE DISTORÇÃO
  • Fecha: 30-oct-2018
  • Hora: 16:00
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  • Este trabalho apresenta uma metodologia de utilização de um controle repetitivo em um sistema fotovoltaico conectado à rede a fim de torná-lo adequado à presença de distorções harmônicas de tensão oriundas da rede elétrica. O sistema utilizado é composto de módulo fotovoltaico, conversor CC-CC push-pull alimentado em corrente, inversor monofásico em ponte completa, filtro LCL e sistema de controle. Para este sistema, que funciona em tempo real, não é utilizada malha de captura de fase para a tensão da rede, reduzindo, portanto, a complexidade do sistema de controle. Como uma das consequências, o tempo de processamento é bastante reduzido, que é uma vantagem na implementação do sistema em tempo real. Resultados de simulação em ambiente Matlab® são apresentados, assim como os resultados experimentais obtidos no Laboratório de Otimização de Sistemas Elétricos – LOSE da Universidade Federal da Paraíba – UFPB. Uma comparação entre o desempenho do controle repetitivo e do controle ressonante com relação à presença de harmônicos da rede é apresentada.
  • GEOVANI BASTOS VANDERLEY
  • MODELAGEM E ACIONAMENTO DE UMA MÁQUINA DE INDUÇÃO ENEAFÁSICA COM INJEÇÃO HARMÔNICA PARA GANHO DE CONJUGADO ELETROMAGNÉTICO
  • Fecha: 29-oct-2018
  • Hora: 16:00
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  • A técnica de injeção de harmônicos pode proporcionar a um sistema eletromecânico um ganho de conjugado em uma máquina com um número maior de fases em seu estator. Assim, máquinas trifásicas de dimensões maiores podem ser substituídas para suprir a necessidade de conjugados elevados. Este trabalho pode contribuir de forma significativa em sistemas nos quais seja necessária uma eficiência maior, sendo possível obter um sistema com maior conjugado ocupando uma menor área. Este trabalho propõe uma modelagem matemática e acionamento de uma máquina de indução de nove fases assimétrica, com o objetivo de se comprovar o aumento de conjugado eletromagnético com injeção harmônica. O modelo matemático foi desenvolvido de forma completa, apresentando o equacionamento para todas as componentes harmônicas. Posteriormente o ganho de conjugado foi comprovado através de simulação computacional e de procedimento experimental. Foram realizados testes com diferentes configurações da máquina eneafásica, na tensão de referência e nas conexões do estator, sendo cada situação avaliada individualmente. Nessas condições, foi avaliada em qual situação a máquina eneafásica apresentou um melhor desempenho.
  • FELIPE QUEIROGA MACEDO
  • RETIFICADOR BOOST DE ALTO FATOR DE POTÊNCIA COM MODULAÇÃO EM FREQUÊNCIA E SEM MALHA DE CONTROLE DE CORRENTE
  • Fecha: 31-jul-2018
  • Hora: 16:00
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  • Visa-se apresentar uma nova topologia de retificador Boost aplicada a correcao de fator de potencia que nao necessita de malha de controle da corrente de entrada. Apos estudar todo o funcionamento do retificador proposto, bem como as possiveis estrategias de controle, softwares de simulacao de circuitos eletricos foram utilizados para validar o funcionamento da topologia proposta. Baseado nos estudos teoricos e nos dados obtidos em simulacao construiu-se um prototipo do retificador proposto para validar experimentalmente o estudo. Obteve-se em laboratorio um prototipo funcional com fator de potencia praticamente unitario e taxa de distorcao harmonica na corrente de entrada inferior aos parametros normativos exigidos. Introduziu-se uma malha de controle de tensao para garantir que variacoes de carga nao alterassem o ponto de funcionamento desejado.
  • ELMO LUIZ FECHINE SETTE
  • Layout-Oriented Design of a 60 GHz Power Amplifier in SiGe Technology
  • Fecha: 31-jul-2018
  • Hora: 14:00
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  • Este trabalho apresenta o projeto de um amplificador de potência totalmente integrado de estágio único e com topologia cascode para a banda de 60 GHz. Foi utilizada no projeto a tecnologia da Global Foundries em SiGe de 0,13 μm (BiCMOS8HP). Uma análise loadpull do cascode foi feita incluindo otimização dos parâmetros de polarização e geometria visando encontrar o melhor desempenho possível desta topologia. Uma abordagem de projeto orientado a layout foi adotada para decidir entre diferentes combinações/arranjos de componentes passivos e interconexões, visando reduzir as perdas globais e, portanto, aumentar a eficiência energética do amplificador. Simulações pós-layout demonstram uma potência de saída saturada de 19,32 dBm, 27,8 % de PAE e um ganho de potência de 10,4 dB em 60 GHz. O amplificador consome 63 mA de uma fonte de alimentação de 4,4 V e ocupa uma área de aproximadamente 0,475 mm2. O circuito foi enviado para fabricação no final de 2017. Os resultados experimentais são apresentados ao final do texto.
  • ANDRÉA WILLA RODRIGUES VILLARIM
  • DESENVOLVIMENTO DE UM CIRCUITO SOMADOR DE ENERGIA PARA SISTEMAS DE COLHEITA HÍBRIDA DE ENERGIA
  • Fecha: 30-jul-2018
  • Hora: 16:00
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  • Nos ultimos anos, o desenvolvimento de dispositivos eletronicos de baixo ou ultra-baixo consumo possibilitou a utilizacao de baterias de pequena capacidade e o aproveitamento de fontes de energia disponiveis no ambiente, como: solar, termica, RF, entre outras, para alimenta-los, o que tornou possivel, ate mesmo, a independencia do uso de baterias. Este aproveitamento de energia e o devido condicionamento para alimentar dispositivos eletronicos sao denominados de Colheita de Energia. Atualmente, para otimizar o desempenho dos sistemas de Colheita de Energia, estao sendo estudados e desenvolvidos sistemas hibridos, ou seja, que utilizam mais de uma fonte de energia, aumentando assim a quantidade e a disponibilidade de energia fornecida. Um elemento fundamental no desenvolvimento de sistemas de colheita hibrida de energia e aquele que recebe energia de diferentes fontes e realiza a devida combinacao para uma so saida. Em geral, os circuitos de combinacao de energia sao de tempo compartilhado, ou seja, somente uma fonte e ligada a carga enquanto as outras ficam em estado de espera ou acumulando energia. Atualmente, alguns estudos visam o desenvolvimento de circuitos de combinacao que aproveitem as energias disponiveis pelas fontes de forma simultanea, denominados neste trabalho, de circuitos somadores de energia. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo o estudo e desenvolvimento de um circuito somador de energia para sistemas de colheita hibrida de energia capaz de colher, condicionar e somar energia de diferentes fontes do ambiente. Para isso, foram utilizados circuitos integrados de ultra-baixo consumo da Linear Technology para o condicionamento e e proposto um circuito somador de energia. Os resultados experimentais preliminares mostram o desempenho obtido com o sistema projetado e desenvolvido. Adicionalmente, e mostrado que o circuito desenvolvido e capaz de ser adaptado para diferentes fontes de energia de acordo com a disponibilidade do ambiente em questao.
  • RENATO DELADEA TESTI
  • ALGORITMO BASEADO EM ENXAME DE PARTÍCULAS PARA OTIMIZAÇÃO DA CONTRATAÇÃO DO MONTANTE DE USO DO SISTEMA DE TRANSMISSÃO
  • Fecha: 30-jul-2018
  • Hora: 08:00
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  • A Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) definiu que as distribuidoras devem contratar, para cada ponto de conexão entre o sistema da distribuidora e a transmissora, a demanda necessária para utilização do seu sistema elétrico. Essa contratação é conhecida como Montante de Uso do Sistema de Transmissão (MUST). A partir destes montantes, são definidas as tarifas de uso da rede de transmissão, estabelecendo os encargos de transmissão a serem pagos pelas distribuidoras e repassados pela empresa nas contas de energia. Este trabalho propõe um algoritmo baseado em enxame de partículas (PSO) para determinar uma ótima solução para a contratação do montante do sistema de transmissão, com o objetivo de garantir o menor custo para contratação, sem que haja qualquer tipo de perda operacional na empresa, assim como a qualidade e a continuidade do fornecimento de energia para os consumidores. Comparar-se-á o processo atual realizado pelas distribuidoras e o método proposto, com uma análise de um case de um sistema elétrico de distribuição real, com a apresentação dos resultados tanto do método tradicional, aplicado na concessionária, como do método proposto para realização da contratação.
  • JOSÉ NEVES CRUZ
  • MONITORAMENTO DE DESGASTE DE CORREIA TRANSPORTADORA UTILIZANDO TRANSDUTORES ULTRASSÔNICOS
  • Fecha: 27-jul-2018
  • Hora: 14:30
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  • As correias transportadoras de carga tem grande utilizacao para diversas aplicacoes, em transportes de pedras ou minerios. As correias transportadoras sofrem desgastes por abrasao, reduzindo-se o tempo de vida util, em alguns casos de ruptura ocasionando acidentes ou parada da producao nos processos industriais. O monitoramento e um estudo dos elementos estatisticos para detectar a performance da correia transportadora no estado normal e anormal, que pode ser realizado utilizando tecnicas baseadas em transdutores ultrassonicos, os quais tem a vantagem de ter resposta rapida, alta exatidao, robustez a meios com baixo SNR. Estes transdutores ultrassonicos quando instalados em posicoes estrategicas de medicao permitem realizar o monitoramento continuo da correia transportadora. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema de deteccao de desgaste de correias transportadoras utilizando os transdutores ultrassonicos baseados na tecnica de correlacao cruzada, utilizando um cenario de laboratorio composto por uma esteira transportadora acoplada a um motor trifasico e com cenarios experimentais de medicao de espessura da correia transportadora.
  • ALEX FERREIRA MOREIRA
  • ALOCAÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE PAINÉIS FOTOVOLTAICOS UTILIZANDO OTIMIZAÇÃO POR ENXAME DE PARTÍCULAS PARA REDUZIR AS PERDAS VISANDO OS ASPECTOS ECONÔMICOS
  • Fecha: 20-jul-2018
  • Hora: 10:00
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  • Neste trabalho é proposto um método de alocação e dimensionamento de unidades de painéis fotovoltaicos em sistemas de distribuição visando redução de perdas e os aspectos econômicos da implementação desses painéis. A ferramenta desenvolvida analisa a relação de potência ativa injetada pelos paneis fotovoltaicos necessária para reduzir as perdas do sistema e os custos de investimento dessas unidades geradoras. O algoritmo desenvolvido utiliza a técnica de Otimização por Enxame de Partículas Modificado com aplicação de dois métodos diferentes de cálculo do coeficiente de inércia, um para ser aplicado para sistemas de pequeno porte e outro para de grande porte. Para validar o algoritmo desenvolvido, aplicou-se em um sistema IEEE de 13 barras e em um sistema real de distribuição da UFPB. Os resultados mostram que o método proposto tem a capacidade de proporcionar as melhores dimensões de módulos de painéis fotovoltaicos distribuídos nos barramentos das redes, melhorando o perfil de tensão do sistema, reduzindo as perdas e custos envolvidos na instalação desses módulos.
  • EMERSON DE LACERDA SOARES
  • Sistemas de Conversão de Energia Eólica com Conexão à Rede Monofásica Utilizando Gerador de Indução Duplamente Alimentado
  • Fecha: 19-jul-2018
  • Hora: 09:00
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  • O uso do Gerador de Indução Duplamente Alimentado (DFIG) na geração de energia eólica vem sendo consolidado devido, principalmente, à possibilidade de funcionamento com velocidade variável e controle de potência ativa e reativa fornecida pelo estator de modo desacoplado. Apesar disto, ainda existem poucas soluções de sistemas de conversão de energia eólica que conectam o DFIG à rede elétrica monofásica. Mesmo as soluções existentes na literatura, ou operam à velocidade variável, ou garantem tensões trifásicas balanceadas e com frequência constante nos terminais da máquina, de modo a alimentar cargas trifásicas sem a necessidade de um conversor adicional. Este trabalho apresenta três novas topologias de sistemas de conversão que servem de interface para a conexão do DFIG à rede elétrica monofásica. Os sistemas propostos utilizam conversores CA-CC-CA bidirecionais com diferentes número de braços que transformam a tensão da rede elétrica monofásica em tensões trifásicas equilibradas nos terminais do estator do gerador, além de um conversor trifásico conectado aos terminais do rotor que garante o controle de potência ativa e reativa do gerador. Além disso, foi desenvolvida uma técnica para estimar a posição do rotor sem uso de sensor de velocidade. São apresentados os modelos do gerador e dos conversores utilizados, bem como as estratégias de controle e modulação por largura de pulso (PWM). As comparações entre as topologias são realizadas em termos da tensão mínima de barramento CC e das perdas de potência nas chaves. São apresentados resultados de simulação em diversos cenários, com e sem ligação de cargas trifásicas ao sistema, além do estudo de perdas de potência nos conversores. Resultados experimentais também são apresentados e discutidos, de modo a verificar o funcionamento das topologias propostas.
  • LUCAS FEITOSA NICOLAU
  • IDENTIFICAÇÃO E PREVISÃO NEURAL DE ATUADORES COM MEMÓRIA DE FORMA NA PRESENÇA DE DEFORMAÇÃO RESIDUAL SIGNIFICATIVA
  • Fecha: 11-jul-2018
  • Hora: 15:30
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  • Este trabalho visa o desenvolvimento de redes neurais artificiais para a identificação do comportamento de ligas com memória de forma aplicada como atuadores termomecânicos, apresentando deformação irreversível considerável. O acúmulo da deformação residual durante a transformação de fase dos atuadores com memória de forma prejudica a estabilidade dimensional e modifica o seu comportamento histerético, fato este que dificulta o projeto e controle destes materiais. Para o aprendizado do modelo neural, fios de liga Níquel-Titânio são expostos a duas condições distintas, o treinamento do material com memória de forma através de vinte e cinco ciclos de transformação de fase e a ciclagem térmica subsequente ao treino para mil e quinhentos ciclos. Os dados de temperatura e deformação destas duas situações são utilizados para identificação e para validação dos dois modelos implementados, de previsão a um passo à frente e de múltiplas previsões da evolução da deformação irreversível. A partir da comparação entre os dados experimentais e os estimados é observado que a rede neural a um passo à frente caracteriza adequadamente o alongamento do atuador, a diminuição da máxima deformação de transformação e a degradação da histerese do atuador. Ademais, apesar do desempenho da arquitetura neural de múltiplas saídas exibir erro absoluto relativo médio próximo de 3% para as condições estudadas, é observado uma menor precisão na identificação do material com memória de forma, principalmente nos valores de máximo e mínimo da deformação em cada ciclo.
  • ANDRÉ ELIAS LUCENA DA COSTA
  • Conversor CC-CC Trifásico Push-Pull de Alto Ganho Alimentado em Corrente
  • Fecha: 21-jun-2018
  • Hora: 14:00
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  • Neste trabalho e proposto um novo conversor CC-CC trifasico alimentado em corrente do tipo Push-Pull. O conversor proposto apresenta um volume reduzido quando comparado a topologias monofasicas e possui um circuito de comando simplificado com as chaves conectadas a mesma referencia. Quando comparada as topologias trifasicas apresentadas na literatura, o conversor proposto possui um ganho mais elevado e transformador com indutancia de dispersao com valor reduzido, pois as tensoes aplicadas aos enrolamentos do transformador possuem valores reduzidos. Uma analise detalhada do conversor e apresentada, contendo as formas de ondas teoricas, a descricao das etapas de operacao e as equacoes matematicas que definem os ganhos estaticos do conversor no modo de conducao continua e descontinua. Alem disso, a modelagem CA de pequenos sinais e apresentada e sao deduzidas tres funcoes de transferencia. O funcionamento do conversor e as funcoes de transferencia sao validados atraves de simulacoes. Alem disso, um prototipo foi construido em laboratorio para processar uma potencia de 700 W e para elevar uma tensao de entrada de 40 V para 400 V, com uma frequencia de comutacao de 40 kHz. Com a estrategia de controle proposta foi possivel manter a tensao de saida do conversor regulada em 400 V. O conversor apresentou um ganho experimental de aproximadamente 10, sendo um bom candidato para aplicacoes em que se utilize de fontes de baixa tensao.
  • PEDRO HENRIQUE MEIRA DE ANDRADE
  • METODOLOGIA PARA A DETECÇÃO E CORREÇÃO DE OUTLIERS EM CURVAS DE POTÊNCIA DE SUBESTAÇÕES UTILIZANDO TÉCNICAS DE INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
  • Fecha: 30-may-2018
  • Hora: 14:00
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  • Um dos principais problemas dos dados adquiridos pelas concessionárias de energia é a presença de outliers que afetam a qualidade das medições em todo o sistema elétrico prejudicando as análises do cenário de distribuição. Este trabalho propõe um novo módulo capaz de detectar e corrigir outliers nos dados medidos, complementando as medições feitas pelas distribuidoras. Foram desenvolvidas uma técnica de detecção e três técnicas de correção de outliers, baseadas em lógica fuzzy, redes neurais artificiais e ARIMA. A primeira técnica, com abordagem fuzzy, utiliza um sistema de inferência baseado nas variações das últimas 3 medições para determinar a variação futura. No segundo algoritmo desenvolvido, usando RNA, os outliers foram preenchidos usando um modelo de previsão alimentado por 10 amostras anteriores. A última técnica de correção foi baseada no modelo autorregressivo do tipo ARIMA e utiliza 96 medições anteriores. Para demonstrar a aplicabilidade dos métodos desenvolvidos, foi feito um estudo de caso sobre uma subestação real de uma cidade do interior da Paraíba. As três técnicas de correção dos outliers apresentaram erro relativo médio menor que 5% para todos os cenários de teste.
  • TÁLLYSON DA SILVA SANTOS
  • Projeto e Implementação de Dispositivo Eletrônico Inteligente Flexível para Aplicações em Smart Grid
  • Fecha: 01-mar-2018
  • Hora: 16:00
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  • Segundo a Agência Internacional de Energia, “uma Smart Grid é uma rede de eletricidade que usa tecnologia digital para monitorar e gerenciar o transporte de eletricidade a partir de todas as fontes de geração, encontrando uma variedade de demandas e usuários. Essas redes estarão aptas a coordenar as necessidades e capacidades de todos os geradores, operadores, usuários finais e stake holders do mercado de eletricidade, de forma a otimizar a utilização e operação dos ativos no processo, minimizando os custos e impactos ambientais enquanto mantêm a confiabilidade, resiliência e a estabilidade do sistema.” Nesse contexto e visando a integração e convergência dos diferentes sistemas para incorporar uma infraestrutura de uma Smart Grid, esse trabalho apresenta a modelagem matemática, o projeto e a implementação de um dispositivo eletrônico inteligente flexível. Esse dispositivo proposto difere dos dispositivos existentes por possuir flexibilidade, podendo realizar a aquisição de diferentes variáveis (tensão, corrente, temperatura, pressão, etc.) com diferentes valores de condicionamento para os sinais, ajuste este realizado por software. O dispositivo eletrônico inteligente pode funcionar como um medidor inteligente, como um controlador dinâmico (local) e/ou como um controlador de supervisão, melhorando assim a eficiência, confiabilidade e segurança do sistema. Outras vantagens do dispositivo proposto são: baixo custo, versatilidade (as mudanças podem ser feitas por software), alta capacidade de processamento (processador ARM), recursos de comunicação (arquitetura de rede híbrida), fácil integração (interoperabilidade), fácil manutenção (modularidade) e escalabilidade.
  • LARISSA AGUIAR
  • UMA ANÁLISE DE MODELAMENTO DE CANAL E DA CONFIABILIDADE EM REDES DE SENSORES SEM FIO EM LINHA
  • Fecha: 28-feb-2018
  • Hora: 14:00
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  • A modelagem de canais sem fio é importante para realizar avaliações da propagação de sinais de radiofrequência em uma determinada aplicação; é o caso, por exemplo, do comportamento da comunicação entre nós sensores de uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF). Diferentes simuladores utilizam modelos de propagação de sinal para simular o canal sem fio. Considerando um estudo comparativo de alguns simuladores, neste trabalho foi utilizado o ambiente de simulação OMNet++/Castalia. Esta ferramenta de simulação permite simular, dentre outras possibilidades: as condições ambientais que interferem na transmissão e recepção dos pacotes enviados; os efeitos do ruído AWGN; modelos de propagação de canais sem fio, tais como logdistância, sombreamento lognormal; desvanecimento Rayleigh e desvanecimento Rice, por exemplo. Este trabalho de dissertação faz parte de um projeto de implementação de uma RSSF em Linha (RSSFL) cuja finalidade é monitorar variáveis ambientais urbanas, particularmente relacionadas à poluição atmosférica, e caracterizado por ter alta confiabilidade da comunicação entre os nós sensores. Neste contexto, foram realizadas simulações considerando diferentes distâncias entre dois nós sensores de uma RSSFL a fim de obter valores de Taxa de Erro de Pacote (TEP) e do Indicador da Intensidade do Sinal Recebido (RSSI). Utilizando a Raiz Quadrada do Erro Quadrático Médio (RMSE), os valores obtidos por meio de simulação foram comparados com valores reais adquiridos em campo e os parâmetros de um modelo de propagação ótimo foram obtidos. Como resultado, o modelo de propagação que mais se aproximou do ambiente real foi o sombreamento lognormal com o desvanecimento Rayleigh e o ruído AWGN. Com respeito à confiabilidade, foi implementada uma configuração de teste com uma RSSFL com quatro nós sensores consistindo nas seguintes configurações: (I) Todos os nós sensores operando sem falhas; (II) Um nó sensor intermediário apresentando falha e, (III) Dois nós sensores intermediários com falha. Com base nessas configurações, foi possível fazer uma análise da confiabilidade da rede tendo como resultado principal a obtenção de uma distância ótima entre nós de 18,3 m entre as distâncias consideradas.
  • CRISTIANE DOS SANTOS SILVA
  • MODELAGEM DO DESPACHO ECONÔMICO DE ENERGIA ELÉTRICA EM MINIRREDES
  • Fecha: 27-feb-2018
  • Hora: 16:00
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  • Ao longo do tempo a demanda por energia eletrica tem aumentado, novas fontes de energia estao sendo inseridas no Sistema Eletrico, que esta cada vez mais interligado e com topologia diversificada com a insercao das minirredes. Diante deste panorama as empresas de geracao estao sempre buscando aumentar a eficiencia de suas unidades geradoras e reduzir custos; pois os investimentos em unidades de producao de energia eletrica sao elevados, e os recursos imprescindiveis a sua operacao sao consideraveis e limitados. Assim, atualmente, um dos principais objetivos na operacao dos mercados de eletricidade e a otimizacao destes recursos, nascendo a questao de como despachar a energia gerada para atender a demanda de forma mais economica e eficaz. Esse problema ficou conhecido como despacho economico, que tem como objetivo determinar a melhor combinacao de potencias que atenda as necessidades da carga ao menor custo. Deste modo o problema de despacho economico tem um papel fundamental no funcionamento do Sistema Eletrico. Visando estudar esse problema, este trabalho propoe a implementacao em GAMS para resolver o problema do despacho de energia, levando em conta fontes despachaveis e intermitentes. Os resultados obtidos mostram que a estrategia proposta aplicada aos modelos propostos, foi bem-sucedida.
  • TATIANA PONTUAL GUEDES
  • Análise comparativa de estruturas de conexão com a rede elétrica em sistemas fotovoltaicos
  • Fecha: 23-feb-2018
  • Hora: 14:30
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  • O aumento crescente da participacao dos sistemas de geracao de energia com fontes renovaveis na matriz energetica mundial vem motivando a discussao sobre o impacto ocasionado pela conexao desses sistemas com a rede eletrica de distribuicao. Os filtros passivos, enquanto estruturas de conexao entre os sistemas de geracao e a rede de distribuicao, apresentam fundamental importancia na prevencao de disturbios ocasionados pela ma qualidade da energia injetada. Uma analise comparativa da dinamica dessas estruturas em sistemas fotovoltaicos monofasicos e apresentada neste trabalho, no qual sao explanados os projetos, as simulacoes e a analise dos resultados de simulacao para as topologias: L, LC e LCL. Com objetivo de validar os resultados de simulacao obtidos, sao apresentados resultados experimentais que corroboram com os de simulacao. O sistema de controle utilizado e composto por uma estrutura convencional, com um proporcional-integral e um controle ressonante, utilizado com o objetivo de garantir um fator de potencia proximo a unidade no ponto de acoplamento comum (PAC) a rede eletrica, para cada estrutura apresentada.
  • RONNAN DE BRITO CARDOSO
  • Sistema Fotovoltaico com Integração de um Conversor Elevador de Tensão Contínua a Capacitor Chaveado e um Inversor de Três níveis a Diodo Grampeado: Utilização da Sequência de Fibonacci nas Condições de Sombreamento Parcial
  • Fecha: 22-feb-2018
  • Hora: 09:00
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  • Devido a crescente integracao de sistemas fotovoltaicos ao ambiente urbano, principalmente sobre os telhados das edificacoes, torna-se frequente o funcionamento desse sistema sob condicao de sombreamento parcial, provocado por estruturas proximas a instalacao ou ate mesmo nuvens. As curvas caracteristicas dos modulos/arranjos fotovoltaicos possuem um comportamento nao linear e, quando submetidos a condicao de sombreamento parcial, podem ocorrer o surgimento de pontos distintos de maxima potencia, dificultando o rastreamento do ponto de operacao em que e extraido a maior potencia eletrica, o que resulta em perdas de geracao. Com o intuito de minimizar esse problema, este trabalho aborda uma tecnica de rastreamento do ponto de maxima potencia baseado na sequencia de Fibonacci, capaz de buscar a operacao do sistema no ponto de maximo global. O sistema e composto por um conversor cc-cc boost multinivel (CCBM), e um inversor multinivel NPC. O CCBM, que combina o conversor boost convencional com um dobrador de tensao a capacitor chaveado, e responsavel por rastrear o ponto de maxima potencia, elevar e regular a tensao com elevado ganho estatico sem uso de transformador. O inversor NPC, por sua vez, e utilizado para processar a energia gerada pelo sistema fotovoltaico alimentando uma carga monofasica com cinco niveis de tensao. Com o objetivo de validar o sistema proposto, sao apresentados, e discutidos, resultados de simulacao e experimentais, obtidos para condicao de irradiacao uniforme e tres condicoes distintas de sombreamento parcial.
  • TULIO ITALO OLIVEIRA DE MEDEIROS
  • SISTEMA DE MONITORAMENTO DA INVASÃO DE VEGETAÇÃO EM LINHAS DE TRANSMISSÃO USANDO REDES DE SENSORES SEM FIO
  • Fecha: 08-feb-2018
  • Hora: 16:00
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  • Acidentes causados pela invasao de vegetacao nas linhas de energia em zonas urbanas e rurais sao causas comuns de interrupcao no fornecimento de energia eletrica no Brasil. Uma tecnologia de Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) pode ser utilizada para auxiliar no monitoramento do crescimento da vegetacao. Um conjunto de nos sensores pode ser instalado sequencialmente em uma rede de transmissao, objetivando o monitoramento da invasao de vegetacao nas faixas de passagem. Neste trabalho, dispositivos embarcados contendo microcontroladores e modulos de comunicacao via radio sao utilizados. Estes sao submetidos a experimentos praticos para comprovar sua eficacia na deteccao da invasao da vegetacao, assim como para determinar a distancia maxima na qual ha transferencia eficiente de dados entre os nos sensores. Os resultados experimentais comprovam o funcionamento do sistema e apresentam suas caracteristicas de operacao. Observa-se que o sistema atende as necessidades da proposta, sendo uma opcao que possui aplicabilidade viavel para as companhias de energia, quando comparado com metodos utilizados atualmente e conhecidos na literatura cientifica.
2017
Descripción
  • GUILHERME PENHA DA SILVA JUNIOR
  • Controle de Reativos Utilizando Geradores de Indução de Dupla Alimentação (DFIG) na Melhoria da Estabilidade do Sistema Elétrico de Potência
  • Fecha: 07-ago-2017
  • Hora: 14:30
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  • Diante da crescente penetracao da energia eletrica gerada por unidades eolicas no sistema eletrico de potencia de inumeros paises, este trabalho propoe-se em fazer uma analise de estabilidade transitoria na integracao da geracao eolica no sistema eletrico de potencia, por se tratar de uma fonte intermitente e possuir uma baixa inercia. Para tanto, sao gerados diversos disturbios no sistema para que possa obter uma melhor analise, os disturbios sao: retirada brusca de carga, rajadas abruptas de ventos e curto-circuito simetrico em uma das barras do sistema. Toda a analise e feita por meio de simulacoes computacionais. Por fim, para mitigar os danos ao sistema sao implementadas tecnicas de controle no aerogerador de inducao duplamente alimentado (DFIG – Double Fed Induction Generator) com o objetivo de injecao de energia reativa para controle de tensao. Os resultados esperados indicam que sera possivel atenuar variacoes bruscas nos niveis de tensao nas barras, com isso aumentando a confiabilidade e qualidade da energia do sistema. Mais investigacoes sao proposta, a fim de validar as preocupacoes causadas pela integracao da geracao eolica ao sistema, sao estabelecidas comparacoes (com e sem a presenca do parque eolico) nos niveis de correntes, nas velocidades angulares dos rotores, nas geracoes de potencia ativa e reativa em todas as barras de geracao do sistema. Observa-se neste trabalho os impactos a estabilidade do sistema com a presenca do parque eolico.
  • JESSICA PEDERNEIRAS MORAES ROCHA
  • COMPENSAÇÃO DE HARMÔNICOS COMO SERVIÇO ANCILAR EM GERAÇÃO DISTRIBUÍDA
  • Fecha: 31-jul-2017
  • Hora: 10:00
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  • Com a crescente integração de geração distribuída na rede, a partir de fontes alternativas principalmente, abriu-se a possibilidade de aproveitar estas fontes no fornecimento outros serviços (serviços ancilares) à rede além de injeção de potência ativa. Neste trabalho é estudada e implementada a utilização de uma fonte de energia alternativa fotovoltaica conectada à rede elétrica, através de um inversor fonte de tensão com modulação por largura de pulso para, além da injeção de potência ativa, controlar as harmônicas de corrente presentes na rede devido a presença de cargas não lineares conectadas no ponto de acoplamento comum. Uma das vantagens da estratégia proposta consiste no fato de que a compensação é realizada sem a necessidade de extração das componentes harmônicas presentes na corrente o que diminui o esforço computacional. Para implementação utiliza-se como variável de controle a corrente medida na rede. O controle baseia-se no balanço de potência na rede e no inversor, e é realizado no referencial síncrono. A validação dos resultados foi realizada através de simulação em ambiente PC utilizando o software PSIM e experimental através de uma plataforma implementada no Laboratório de Otimização de Sistemas de Energia – LOSE. As simulações e os experimentos foram realizados para diversos cenários e os resultados obtidos validam a estratégia de controle utilizada, destacando os benefícios no fornecimento de serviços ancilares na redução das componentes harmônicos presentes na rede.
  • ELISA MARQUES PEREIRA DA COSTA
  • ALOCAÇÃO INTEGRADA DE BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO PRIMÁRIA UTILIZANDO ALGORITMOS GENÉTICOS
  • Fecha: 28-jul-2017
  • Hora: 15:00
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  • Esta dissertação trata do controle integrado de tensão e potência reativa (volt/var) em sistemas de distribuição primária a partir da alocação ótima de bancos de capacitores e reguladores de tensão. Uma vez que o planejamento volt/var se caracteriza como um problema multiobjetivo, adota-se uma estratégia de otimização que utiliza dois algoritmos genéticos de forma encadeada: o primeiro estabelece a localização, o dimensionamento e o tipo (fixo ou chaveado) dos bancos de capacitores que devem ser instalados na rede de modo a garantir redução de perdas, enquanto o segundo define a localização e os taps de operação dos reguladores de tensão visando a minimização dos desvios de tensão nas barras do alimentador. A formulação matemática da função objetivo de cada algoritmo genético se baseia na minimização de custos. A metodologia proposta é validada a partir de um sistema teste composto por 10 barras e os resultados para um alimentador real de distribuição radial de 63 barras também são apresentados, garantindo redução significativa de perdas e melhoria do perfil de tensão nas barras do sistema. De forma adicional, um algoritmo genético multiobjetivo proposto na literatura (SPEA2) é implementado de modo a comparar-se o desempenho das duas metodologias na solução do problema volt/var.
  • IURI MIRANDA DOS ANJOS
  • SISTEMA DE CONTROLE FUZZY PARA VEÍCULO ELÉTRICO DE DUAS RODAS
  • Fecha: 24-jul-2017
  • Hora: 16:00
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  • Na última década, veículos elétricos de duas rodas foram construídos para aplicações em mobilidade humana, aplicações em robótica móvel, transportadoras industriais e robôs para aplicações domésticas. Neste trabalho de pesquisa apresenta-se a concepção e desenvolvimento de um veículo elétrico de duas rodas, controlado por um sistema baseado em um controlador Fuzzy. Um protótipo foi construído com dois motores de corrente contínua acoplados às rodas do veículo, assim os pneus foram controlados independentemente, porém, sincronizados com o movimento desejado. O sistema de controle é retroalimentado com as velocidades angulares dos motores, e a atuação do condutor sobre o guidão do veículo determina a velocidade de referência e direcionamento. As velocidades angulares dos motores, e o ângulo de inclinação do guidão são processados por um microcontrolador. Um sistema de instrumentação eletrônico é aplicado para leitura das variáveis de entrada e envio dos resultados para saída em forma de um sinal PWM para alimentação dos motores. Sensores do tipo encoder incremental rotativo e giroscópio MEMS são utilizados para medição da velocidade angular e ângulo de inclinação do guidão respectivamente. A unidade de potência, foi desenvolvida como interface para aplicação do sinal PWM nos motores. Um sistema microcontrolado foi utilizado com a finalidade de gerenciamento da velocidade e direção desejada do veículo. Ao final apresenta-se a resposta do controlador para diferentes ângulos de arfagem e guinada, indicando por gráficos o valor das velocidades angulares em RPM imposta as rodas pelo controlador.
  • FRANCISCO HÉRCULES DE OLIVEIRA
  • Estudo de Técnica utilizando a Modulação PWM baseada em Portadora Aplicada aos Inversores Monofásicos Assimétricos com Diodos de Grampeamento
  • Fecha: 25-may-2017
  • Hora: 09:00
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  • Este trabalho apresenta uma técnica utilizando a modulação por largura de pulso (PWM) baseada em portadora, aplicada aos inversores multiníveis monofásicos assimétricos com diodos de grampeamento, com o objetivo de elevar a quantidade de níveis na tensão de saída, para melhorar a qualidade do sinal, reduzindo a taxa de distorção harmônica total (THD). A técnica foi empregada em inversores de três, quatro e cinco níveis por braço, fornecendo um sinal de saída com sete, treze e dezenove níveis respectivamente, apresentando dois, seis e dez níveis a mais que os inversores multiníveis simétricos equivalentes. A técnica foi descrita com um conjunto de equações e procedimentos que pode ser generalizada para inversores de qualquer número de níveis. Para comprovar o funcionamento, foram realizadas simulações utilizando o programa PSIM e efetuada montagem experimental de uma inversor multinível assimétrico de três níveis, utilizando na implementação do modulador PWM um dispositivo em matriz de porta programável em campo (FPGA). Por fim, são apresentados e comparados os resultados de simulações e experimentais que comprovam a eficácia da estratégia de modulação empregada neste trabalho.
  • PAULO DE TARSO E PAULA COUTINHO
  • Minimização de Perdas em Sistemas Elétricos Industriais Utilizando Capacitores Shunt Dimensionados por Algorítmo Genético
  • Fecha: 24-mar-2017
  • Hora: 10:00
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  • Este trabalho propõe um procedimento para minimização de perdas elétricas presentes em sistemas industriais, através de um programa especifico desenvolvido para este fim, estruturado como Algoritmo Genético, e escrito usando instruções MATLAB®. A minimização é realizada alocando capacitores shunt conectados às barras e a performance do programa desenvolvido, considerando exatidão e velocidade, é qualificada através da comparação de seus resultados com os resultados produzidos por programas tradicionais. O programa evita fator de potência capacitivo na barra conectada com a empresa que faz a distribuição de energia e o usuário pode determinar as barras onde ele não quer que sejam instalados capacitores. O valor de aptidão que guia o processo de otimização do Algoritmo Genético é a perda elétrica ativa presente no sistema elétrico. Como encerramento o programa é aplicado em um sistema eletrico industrial de 38 barras.
  • LARISSA DE MELO SOARES
  • Análise de Defeitos na Perspectiva do Leiaute por meio de Extração de Elementos Parasitas
  • Fecha: 24-feb-2017
  • Hora: 10:00
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  • Modelos de falhas clássicos, que representam defeitos físicos em circuitos integrados, já não satisfazem completamente os requisitos atuais para testes. Por isso, atualmente tem-se estudado modelos de falhas que sejam baseados no próprio leiaute do circuito integrado a ser testado, ao invés de se basear no diagrama lógico do circuito como é feito nos modelos clássicos. Modelos baseados em leiaute possibilitam verificar as áreas mais prováveis de acontecer uma falha em consequência de um defeito físico. Nesta dissertação é realizado um estudo dos principais modelos clássicos de falhas e dos modelos baseados na perspectiva do leiaute em que são explanados conceitos como: defeitos físicos, falhas, elementos parasitas, área crítica, nível de defeito e suas correlações. Posteriormente, é proposta uma modelagem de defeitos na perspectiva do leiaute e apresentado um método de extração de elementos parasitas do leiaute utilizando o CADENCE juntamente com as análises simulacionais e resultados obtidos. Ao final, será explicitado como elementos parasitas de leiaute são relacionados com as probabilidades de ocorrência de falhas devido ao projeto do leiaute. Também foram obtidos resultados satisfatórios com relação à mudanças do leiaute para minimizar os efeitos dos elementos parasitas no leiaute. Estes resultados serão mostrados através de um heat map que demonstrará as diferenças entre o leiaute modificado e o original.
  • RAFAEL ANGELO VIEIRA PESSOA LIMA
  • Análise Teórico-Experimental da Resistência Dinâmica de Junções PN Sob Regime de Bombeamento
  • Fecha: 23-feb-2017
  • Hora: 16:00
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  • O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o comportamento da resistência dinâmica de uma junção PN quando submetida ao regime de bombeamento. O comportamento desta resistência é importante para o melhor entendimento dos ruídos cicloestacionários presentes em osciladores e misturadores, circuitos amplamente usados em sistemas para comunicação. Utilizou-se um software de cálculo numérico para o desenvolvimento da solução numérica do circuito envolvido e a obtenção dos resultados teóricos da caracterização proposta. A partir da solução do circuito encontrada através do software de cálculo, obtem-se os componentes espectrais da resistência do circuito bombeado, validando a solução alcançada com auxílio de um software de simulação de circuitos, para comparação com os valores medidos experimentalmente. A característica comportamental da resistência encontrada numericamente mostrou-se concordante com os resultados experimentais e comprovou a existência de uma expressão analítica para a resistência dinâmica de uma junção PN sob regime de bombeamento. Os resultados podem ser utilizados na otimização de circuitos para comunicação visando o aumento da eficiência em consumo e a diminuição do ruído.
  • JOSE TAUNAÍ DANTAS SEGUNDO
  • CARACTERIZAÇÃO DO DESEMPENHO RF DE PROTÓTIPO PARA RSSF DE LONGO ALCANCE COM APLICAÇÃO EM SMART GRID
  • Fecha: 23-feb-2017
  • Hora: 14:00
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  • Nesta dissertação é caracterizada a resposta de comunicação por radiofrequência (RF), de um protótipo desenvolvido para Redes de Sensores Sem Fio (RSSF), de longo alcance com aplicação em Redes Elétricas Inteligentes (REIs, Smart Grid). Este protótipo funciona em banda de 868 MHz configurável até 915 MHz com padrão LoRa ®. O monitoramento de transformadores de potência é uma aplicação viável em Smart Grids. Os parâmetros de temperatura e vibração foram escolhidos para serem monitorados. Estes parâmetros estão relacionados, respectivamente, à vida útil e à falhas mecânicas em transformadores. Optou-se por utilizar a Equação de Transmissão no Espaço Livre, proposta por Friis para caracterizar a resposta RF. São comentados trabalhos correlatos, onde parte deles serviu de base para definição de metodologias utilizadas. O protótipo de nó sensor é formado por sensores de temperatura e vibração além de um microcontrolador e um módulo RF. O protótipo consome menos de 120 mW (potência média) em um cenário em que há uma transmissão de 768 bits de dados a cada 68 s. Os resultados das medições realizadas apresentam comunicação medida até 1000 m, com 99% de taxa de recepção de pacotes, em um ambiente urbano de um Campus Universitário. A comunicação estimada é de até 3450 m, compatível com o encontrado na literatura.
  • ITALO ANDRE CAVALCANTI DE OLIVEIRA
  • Sistema de Geração Eólica Baseado no Gerador de Indução de Rotor Bobinado Alimentado por Tensões Desequilibradas
  • Fecha: 23-feb-2017
  • Hora: 09:00
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  • Devido à participação crescente da energia eólica nas matrizes de energia elétrica de vários países, os requisitos de conexão das usinas eólicas ao sistema elétrico se tornaram mais exigentes nos últimos anos. De acordo com esses requisitos de conexão, os aerogeradores devem permanecer conectados à rede mesmo durante certos níveis de afundamentos e de desequilíbrios de tensão. Dentre os sistemas de geração eólica, os mais utilizados são aqueles baseados no gerador de indução de rotor bobinado. Porém, tais sistemas são sensíveis a distúrbios da rede elétrica, uma vez que o estator do gerador está diretamente conectado a esta. Dentre os vários métodos para minimizar tais problemas, neste trabalho é abordado um método de controle que atua de forma coordenada na redução dos efeitos negativos no sistema de geração eólica provocados por tensões desequilibradas na rede elétrica. Neste trabalho são apresentados os modelos do conversor conectado à rede elétrica e do gerador de indução de rotor bobinado, bem como as estratégias de controle que atuam na redução das oscilações da potência ativa ou da potência reativa, ou ainda na eliminação dos desequilíbrios das correntes. O sistema de controle proposto é realizado no referencial estacionário e controla as componentes de sequência positiva e de sequência negativa das correntes sem a necessidade de decompô-las e sem a utilização de controladores adicionais. No trabalho também são realizadas análises das limitações do gerador em função da velocidade do rotor e da estratégia de controle empregada para diferentes níveis de desequilíbrio. De forma a verificar o desempenho do sistema de controle, resultados de simulação com a atuação do controle coordenado dos conversores são apresentados e discutidos. Por fim, de forma a validar as estratégias, são apresentados resultados experimentais obtidos para dois cenários de desequilíbrio na tensão da rede elétrica.
  • IURI SANTOS DE ARAUJO
  • Controle de tensão em sistemas de distribuição considerando a inserção de veículos elétricos
  • Fecha: 23-feb-2017
  • Hora: 08:00
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  • A chegada dos veículos elétricos para Brasil implicará num grande impacto no consumo de energia elétrica e as concessionárias de energia terão que se adequar a este novo cenário. Neste trabalho é considerado a participação de veículos elétricos utilizando uma rede de distribuição para fazer as recargas por meio da rede elétrica da concessionária de energia. Tomando como referência o comportamento dos usuários comuns, é constatado os níveis de tensão da rede durante o carregamento dos veículos. Como a nova demanda de potência pode comprometer nos níveis de tensão da rede secundária, é proposto um método de controle de tensão da rede secundária considerando a previsão da tensão. A previsão ocorre por meio das informações de tensões passadas, e o controle da tensão é realizado evitando uma ultrapassagem dos limites permitidos. A atuação do controle pode ocorrer tanto por meio da comutação dos taps dos transformadores da rede de distribuição elétrica quanto pela da injeção de potência dos armazenadores de energia. Os resultados comprovam que a técnica de previsão baseado nos métodos de mínimos quadrados é bastante eficiente e mostrou resultados satisfatórios na utilização do controle de tensão em regime quase estático.
  • JAILTON FERREIRA MOREIRA
  • Modelagem Não Linear de Núcleos Magnéticos Aplicada à Colheita de Energia por Indução
  • Fecha: 22-feb-2017
  • Hora: 16:00
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  • Na literatura científica, a colheita de energia para alimentar nós sensores em redes de sensores sem fio pode ser realizada de diversas formas: por indução magnética, pela diferença de temperatura entre superfícies (energia térmica), por deslocamento/movimento de dispositivos (energia cinética), entre outros. Trabalhos sobre coletores magnéticos de energia aproveitam o campo magnético produzido pela corrente elétrica da rede (60 Hz) para alimentar esses nós sensores através do princípio da indução magnética. Parte desses trabalhos desprezam os efeitos da histerese ou da saturação presentes no material magnético do coletor, o que pode acarretar em uma menor eficiência na colheita de energia. Para melhorar a eficiência desses dispositivos, neste trabalho é apresentado um modelo não linear de um coletor magnético, cuja construção física é análoga a dos transformadores de corrente (TCs). O material no qual é construído o núcleo é uma liga nanocristalina de altíssima permeabilidade relativa (maior que 100.000), diferente dos materiais convencionais utilizados e de elevada não linearidade. A densidade de fluxo e a intensidade de campo magnético no coletor são modeladas através das equações de Maxwell. Uma relação constitutiva não linear utilizando a função tangente hiperbólica é aplicada para aproximar os fenômenos da histerese e da saturação no TC. A partir das equações obtidas, a tensão de saída do TC pode ser calculada e expressa por equações diferenciais não lineares cuja resolução se dá através de métodos numéricos computacionais. Para resolver tais equações utilizou-se o software MATLAB©. Dados experimentais (tensão e correntes do primário e secundário) foram medidos para diversos coletores variando suas dimensões, número de voltas do secundário e os níveis de corrente do primário. A partir desses dados foi levantado o laço de histerese dos TCs e extraídos seus parâmetros magnéticos (como, por exemplo, a intensidade de campo coerciva e densidade de fluxo magnético de saturação). Além das ligas nanocristalinas foram utilizados núcleos toroidais de ferrite, para verificar se o modelo consegue reproduzir o funcionamento de materiais magnéticos tradicionais utilizados em TCs. Resultados de simulação e experimentais foram comparados para validar o modelo proposto. Verificou-se que o modelo reproduziu o funcionamento de um coletor nanocristalino e de um coletor de ferrite, com erro relativo de potência colhida (experimental comparado com simulado) menor que 5% e menor que 8%, respectivamente.
2016
Descripción
  • ROMERO ÁLAMO OLIVEIRA DE MEDEIROS
  • PREVISÃO DE DEMANDA NO MÉDIO PRAZO UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
  • Fecha: 29-jul-2016
  • Hora: 14:00
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  • Os estudos de previsão de demanda têm grande importância para empresas da área de energia elétrica, pois, existe a necessidade de alocar seus recursos com uma certa antecedência, exigindo um planejamento a médio e longo prazo. Dentre estes recursos, estão a compra de equipamentos, a aquisição e construção de linhas de transmissão, manutenções programadas e a compra e venda de energia. Nesta premissa, foi desenvolvida uma ferramenta de apoio aos especialistas na área de planejamento estratégico em sistemas de distribuição de energia elétrica, utilizando redes neurais artificiais para previsão de demanda. Para o método proposto, foi implementado um procedimento de previsão de demanda no médio prazo da região alimentada por três subestações reais pertencentes ao sistema de distribuição de energia gerido pela concessionária Energisa-PB, utilizando um modelo computacional baseado em redes neurais artificiais (RNA) do tipo Multilayer Perceptron (MLP) com o auxílio do ambiente Matlab®. Foram consideradas as informações reais (banco de dados) da potência ativa, para o período de 2008 até 2014, fornecidas pela própria concessionária e a previsão alcançou o horizonte de um ano a frente (52 semanas). A RNA foi treinada com os dados de 2008 a 2013, e o resultado, comparado com dados do ano de 2014. Além disso, foi possível avaliar o desempenho da RNA sob diferentes aspectos (volume de treinamento, parâmetros, configurações, camadas ocultas, etc.) e estimar o crescimento de demanda da região alimentada por cada subestação, o que pode auxiliar o planejamento de expansão do sistema de distribuição.
  • LEANDRO MAYRON DE OLIVEIRA PINTO
  • Levantamento de Harmônicas em Redes de Distribuição de uma Concessionária de Energia
  • Fecha: 27-jul-2016
  • Hora: 16:00
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  • Conhecer os distúrbios, originados dos consumidores, que acometem as redes de distribuição de uma concessionária de energia, bem como sua evolução até as subestações de energia, comparando, ainda, as medições com a literatura e as normas em exercício. Material e Método: Foram realizados três estágios de medições e análises, utilizando-se um analisador digital trifásico. Mediu-se o perfil de harmônicas em diferentes alimentadores de uma subestação, durante sete dias cada um, posteriormente realizou-se a mesma medição em uma única residência e em seguida, investigou-se, nessa mesma residência, os eletrodomésticos geradores de harmônicas. Resultados: Na primeira etapa, a medição dos alimentadores apresentou baixos THD’s de tensão e corrente dentro dos limites em norma; já a residência unifamiliar apresentou THD máximo de tensão igual a 2,84 e um THD máximo de corrente de 28,7. Observou-se predominância das 3ª e 5ª harmônicas de tensão e das 3ª, 5ª e 7ª harmônicas de corrente, com alguns momentos de supremacia da 2ª harmônica. Investigando os eletrodomésticos, constatou-se que os de menor potência com fontes chaveadas introduzem a maior quantidade de harmônicas na rede. Conclusão: Os transformadores de distribuição filtram as harmônicas de baixa tensão, servindo como uma barreira para a média tensão, onde não foram detectadas harmônicas consideráveis. As medições revelam que em nenhum caso houve violação do THD de tensão, nem total nem individual, acima dos limites estabelecidos por norma. Contudo, o THD de corrente apresentou diversos momentos acima dos limites aceitáveis quando analisada a baixa tensão. O estudo demonstra que, na subestação de energia, as harmônicas dos consumidores não evoluem até a média/alta tensão.
  • RAFAEL MOURA DUARTE
  • LOCALIZAÇÃO DE FONTES DE DESCARGAS PARCIAIS BASEADA EM TÉCNICAS RADIOMÉTRICAS
  • Fecha: 27-jul-2016
  • Hora: 16:00
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  • Uma forma de diagnosticar o nível de degradação de isolamentos elétricos consiste em identificar a ocorrência de descargas parciais (DP). A detecção precoce de defeitos em isolamentos viabiliza a programação de atividades de manutenção de equipamentos elétricos de potência. Dessa forma, o sistema elétrico pode operar de forma mais confiável e com um número menor de interrupções. Além da detecção, as informações fornecidas pelos pulsos de descargas parciais permitem a localização da sua fonte. Neste trabalho, o principal objetivo é desenvolver uma técnica híbrida de localização, baseada nos instantes de chegada e nas energias dos sinais de DP. O desempenho da técnica híbrida foi comparado com o de outras três técnicas radiométricas de localização. Para este propósito, os métodos usados para estimar os instantes de chegada dos pulsos de DP e as técnicas de localização estão explicados em detalhes. A fim de realizar as simulações deste trabalho, foi desenvolvido um modelo de traçado de raios, que é capaz de simular a propagação dos pulsos de ondas em ambientes definidos por mapas. Os resultados deste trabalho foram obtidos a partir de quatro cenários de simulação: espaço livre com ruído, sala com obstáculos e sem ruído, subestação de alta tensão sem ruído e subestação de alta tensão com ruído. O desempenho da técnica híbrida foi inferior ao desempenho das técnicas de localização que dependem apenas dos instantes de chegada, cuja precisão não é tão afetada pelo multipercurso. No entanto, a estimativa fornecida pela técnica híbrida se mostrou útil como condição inicial para o sistema linear de uma das técnicas e localização pelos instantes de chegada.
  • WENDELL PEREIRA DE FARIAS
  • MODELAGEM DE NÚCLEOS MAGNÉTICOS NÃO LINEARES BASEADA EM DADOS EXPERIMENTAIS
  • Fecha: 28-jun-2016
  • Hora: 14:00
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  • Esta trabalho apresenta uma pesquisa sobre o comportamento de um nucleo nanocristalino com forma toroidal, com base em dados experimentais. Sendo realizada a partir do estudo de um modelo matematico utilizando a tangente hiperbolica e as equacoes de Maxwell, que demostra ser util e capaz de caracterizar os parametros de um nucleo magnetico nao linear com aproximacoes. O modelo apresentado foi implementado no sotware Matlab, em que e necessario introduzir as propriedades do nucleo para prever as caracteristicas de um dispositivo captador de energia com uma potencia desejada. A ferramenta computacional implementada pode determinar o comportamento das grandezas magneticas e eletricas do nucleo. As simulacoes obtidas foram comparadas com resultados experimentais a fim de validar a modelagem utilizada.
  • JEANE SILVA DE SOUZA
  • DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE PAINÉIS FOTOVOLTAICOS USANDO ENXAME DE PARTÍCULAS MODIFICADO PARA REDUZIR AS PERDAS DE ENERGIA E MELHORAR O PERFIL DE TENSÃO.
  • Fecha: 29-feb-2016
  • Hora: 17:00
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  • Este trabalho apresenta um metodo de dimensionamento de paineis fotovoltaicos usando enxame de particulas modificado (MPSO), a fim de reduzir as perdas de energia e melhorar o perfil de tensao. Para a implementacao e utilizado o software PowerFactory®, especificamente a linguagem de programacao em DIgSILENT (DPL). O metodo proposto foi aplicado inicialmente no sistema IEEE 13-barras. Apos a validacao, foi aplicada a um sistema real, Universidade Federal da Paraiba (UFPB). Os resultados mostram que o metodo proposto tem a capacidade de proporcionar as melhores dimensoes de modulos fotovoltaicos distribuidos na micro rede da Universidade, melhorando do perfil de tensao e reduzir as perdas de energia.
  • FRANCISCO ANTONIO FERREIRA DOS SANTOS JUNIOR
  • MODELAGEM E ANÁLISE DE SISTEMA FOTOVOLTAICO ISOLADO BASEADO EM PLATAFORMA DE SIMULAÇÃO COM DIAGRAMA DE BLOCOS
  • Fecha: 29-feb-2016
  • Hora: 14:00
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  • Este trabalho apresenta uma modelagem em diagramação de blocos de um sistema de geração de energia fotovoltaica isolado, incluindo as fases de regulação CC, inversão de tensão, carga e sistema de controle com base em simulações dinâmicas no ambiente Simulink/Matlab® blocos built-in disponíveis em sua biblioteca. Uma técnica bem conhecida na literatura foi utilizada para o rastreio da máxima potência da geração fotovoltaica. No entanto, o controle utilizado para manter a tensão de saída constante do Push-Pull é baseado num método similar ao do rastreio da máxima potência, e que ainda não foi reportado na literatura, o que configura uma outra novidade deste trabalho. A integração da modelagem de todo o sistema fotovoltaico com estes sistemas de controle é reunida inicialmente no ambiente de Simulink para averiguação e produzir os resultados de simulação. Uma plataforma experimental que inclui um emulador de painéis fotovoltaicos, um Push-Pull de 1 kW de potência, um inversor trifásico de três braços embarcado e uma carga hidráulica constituída por um moto-bomba foi construída em laboratório. Os resultados extraídos dos experimentos corroboram a metodologia utilizada.
  • LEONARDO ALVES DIAS
  • OTIMIZAÇÃO GENÉTICA DE SEQUÊNCIAS DE PADRÕES DE TESTE PARA CIRCUITOS VLSI
  • Fecha: 29-feb-2016
  • Hora: 10:00
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  • Um circuito integrado (CI) em modo de teste tem um maior consumo energetico comparado ao modo de operacao normal, devido ao elevado numero de transicoes nos nos do circuito. Essas transicoes sao decorrentes dos padroes de teste utilizados para estimular o CI durante a execucao do teste, e resultam em uma alta dissipacao de potencia, o que pode danificar o CI, acarretando em maiores custos para as fabricantes. Assim, neste trabalho e proposto um algoritmo genetico para otimizacao de sequencias de padroes de teste visando o baixo consumo energetico durante a execucao do teste de CIs e mantendo uma alta cobertura de falhas. E proposto tambem o uso do algoritmo de Berlekamp-Massey (BMA) para sintetizar um gerador de padroes de teste com uma baixa sobrearea de hardware capaz de gerar as sequencias otimizadas, possibilitando gera-las tambem em tecnicas de testabilidade. A otimizacao das sequencias e feita atraves da reducao do numero de transicoes nos nos, sem reduzir a sua cobertura de falhas. Entao o BMA e aplicado para obter um registrador de deslocamento com realimentacao linear que gere esta sequencia. Por fim, simulacoes foram realizadas com o algoritmo genetico para verificar o comportamento em relacao a otimizacao do numero de transicoes, da cobertura de falhas e da sobrearea de hardware.
  • PRISCILLA KADJA PONTES DE MELO
  • MONTAGEM E CARACTERIZAÇÃO DE CÉLULAS SOLARES FOTOVOLTAICAS DE TiO2
  • Fecha: 26-feb-2016
  • Hora: 14:00
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  • Devido à demanda crescente no setor de energia mundial, trabalhos de pesquisas estão sendo fundamentados na procura de novos recursos energéticos não poluentes. Com conceitos de utilização já bem consolidados a energia solar tem tido destaque na sua captação e transformação em energia elétrica. Uma das formas de utilização da energia solar com grande impacto na rede energética é a transformação através das células solares, que são dispositivos de conversão direta de energia solar em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico. Neste contexto, surgem vários desafios para o seu desenvolvimento no que se refere a novos materiais que possibilitem maior eficiência nessa transformação. As células fotovoltaicas precisam ser eficientes, estáveis e seu custo de fabricação deve ser competitivo. Considerando esses fatores, este trabalho de pesquisa apresenta a montagem de células solares sensibilizadas por corante de dióxido de titânio (TiO2) mais comumente encontradas na literatura. Baseado nisso, foi desenvolvida a célula solar utilizando o método Pechini. A metodologia é consolidada e objetiva, uma otimização de todas as etapas envolvidas no processo de montagem das células para melhorar a eficiência da conversão energética. Para verificar o desempenho da célula, calcula-se a sua eficiência. Esta estimativa necessita de um fator de preenchimento (FF) extraído da curva I-V. Para este propósito, os algoritmos de Newton Rapson e Levenberg-Marquardt são aplicados para plotar a curva e achar os parâmetros da célula. Os resultados experimentais comprovam que a célula construída com uma área de 2,5 centímetros e o valor de eficiência η = 3,21 %, é eficaz na transformação da energia solar em eletricidade.
  • JOÃO RAPHAEL SOUZA MARTINS
  • CONTROLE REPETITIVO APLICADO A COMPENSADORES SÉRIE PARA CORREÇÃO DE AFUNDAMENTOS E DISTORÇÕES HARMÔNICAS DE TENSÃO NA REDE ELÉTRICA.
  • Fecha: 18-feb-2016
  • Hora: 14:30
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  • Este trabalho propõe um controle repetitivo para compensadores serie com o objetivo de restaurar dinamicamente a tensão aplicada a cargas sensíveis e críticas de sistemas de energia. 0 controle pode mitigar afundamentos de tensão ao mesmo tempo que elimina distorções harmônicas. Sua função de transferência e simples de ser implementada e não requer qualquer filtro seletivo de harmônicos. 0 sistema de controle atua sobre as referencias senoidais e deve ser implementado em cada fase independentemente. Ele funciona diretamente sobre as tensões medidas, de forma a evitar transformações. Um aspecto importante do trabalho são as estrategias de otimização para minimizar a tensão de compensação ou a potencia ativa fornecida pelo compensador. Verificou-se que se a tensão injetada pelo compensador esta em fase com a tensão da rede, a tensão de referencia desejada pode ser alcançada com a menor amplitude de tensão injetada. Para realizar a correção com a mínima injeção de potencia ativa utilizou-se expressões analíticas para obter a magnitude e 0 angulo da tensão a ser injetada. Para implementar estas estrategias e utilizado um algoritmo recursivo de mínimos quadrados para estimar a tensão da rede. Um sistema compensador serie foi montado em laboratório para validar o método. As simulações e resultados experimentais são apresentados e constatam a eficacia do método proposto.
2015
Descripción
  • CELSO MACHADO MAIA PADILHA
  • SISTEMA PARA AQUISIÇÃO DE SINAIS DE TENSÃO E CORRENTE PARA CONTROLE DO FLUXO DE POTÊNCIA UTILIZANDO PLATAFORMA BEAGLEBONE BLACK
  • Fecha: 27-nov-2015
  • Hora: 14:00
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  • No atual cenário mundial, a crise do setor elétrico está cada vez mais evidente, e para se manter um nível de desenvolvimento econômico compatível com este crescimento, muitos países estão investindo no aumento da produção de energia elétrica a partir de diversas fontes, sejam estas renováveis e limpas ou não, para suprir a crescente demanda. A integração dessas novas fontes de energia demandam coordenação em tempo real. Dessa forma, unidades confiáveis de monitoramento, processamento e transmissão de dados são necessárias. Neste trabalho propõe-se a implementação de um sistema para aquisição de dados para sinais de tensão e corrente, por meio de uma plataforma de desenvolvimento embarcado de baixo custo associado, aliado a um módulo de aquisição e condicionamento de sinais para o controle do fluxo de potência com foco de aplicação em Redes Elétricas Inteligentes - REI (do inglês Smart Grid). O sistema é responsável por realizar a aquisição da tensão e da corrente fornecidos pela rede elétrica e transformar-los para informações analisáveis, possibilitando assim, manipulação por sistemas supervisórios. Com estes dados, os sistemas supervisórios podem, além de analisar, tomar decisões baseadas nas informações fornecidas pela plataforma e utilizar-las para aplicar em diversos conceitos presentes nas REIs, tais como controle do fluxo de energia, minimização dos efeitos da falta da energia elétrica, concepção de geração distribuída a partir de fontes renováveis, identificação de furtos de energia, redução de perdas técnicas, monitoramento da qualidade de energia e outros. Para o desenvolvimento deste sistema foi utilizado a plataforma de desenvolvimento Beaglebone Black©, associada a uma unidade de condicionamento de sinais de tensão e corrente desenvolvido pelo programa no Laboratório de Otimização de Sistemas de Energia (LOSE) do Departamento de Engenharia Elétrica (DEE), da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Este módulo é reponsável por condicionar os sinais de tensão e corrente fornecidos pela rede elétrica adequando-os às especificações necessárias para leitura e conversão na plataforma de desenvolvimento Beaglebone Black©.
  • MÁRCIA KAROLINA DE LIMA VIEIRA
  • MODELO DE ESPAÇO DE ESTADOS REALIMENTADO PARA CONTROLE DE UM PUSH-PULL DE CORRENTE EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
  • Fecha: 30-jul-2015
  • Hora: 09:00
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  • Este trabalho propõe uma estratégia alternativa de controle por realimentação de espaço de estados de um conversor CC-CC, aplicado para fins de regulação de sistemas fotovoltaicos (PV). A técnica de controle depende de equações de espaço de estados do gerador fotovoltaico ligado ao conversor. Os ganhos do controlador são projetados por meio da construção de um polinômio característico, que considera as condições de controlabilidade e utiliza a formulação de Ackermann. O método proposto é inicialmente testado por simulação computacional, utilizando o ambiente Matlab/Simulink. São apresentados resultados experimentais utilizando o painel fotovoltaico junto com o push-pull que comprovam o desempenho satisfatório do controle proposto.
  • DAIANA CORREIA DE LUCENA
  • FILTRO ATIVO DE POTÊNCIA PARALELO UTILIZANDO A TÉCNICA DE CONTROLE POR CICLO
  • Fecha: 29-jul-2015
  • Hora: 14:30
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  • A elevada utilização de cargas não lineares e reativas conectadas à rede elétrica têm levado a uma preocupação crescente com questões relacionadas à qualidade de energia, impulsionando a aplicação de diferentes técnicas de controle na operação de retificadores controlados e filtros ativos. Neste trabalho é feita uma avaliação da técnica de controle por ciclo (OCC – One Cycle Control) aplicada a um filtro ativo de potência paralelo, como alternativa a outras técnicas utilizadas para correção do fator de potência e distorções harmônicas, implementado através de um DSP. A estratégia de controle garante o fator de potência próximo à unidade e a redução de distorções harmônicas na corrente, não sendo utilizados sensores de tensão na rede. A validação do método utilizado ocorreu através de simulações no software PSCAD/EMTDC e resultados experimentais para cenários de um filtro ativo de potência paralelo com carga não linear e desbalanceada, e carga não linear e balanceada tendo como alimentação uma fonte de tensão que inclui uma componente de modo comum.
  • ALISON LINS DE LIMA
  • Desenvolvimento de um Sistema para Aquisição e Processamento de Sinais Utilizando a Plataforma Tivaware para Aplicações em Smart Grid
  • Fecha: 29-jul-2015
  • Hora: 10:00
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  • Em meio a um cenario que contrasta o aumento da demanda por energia eletrica, e a diminuicao da capacidade de geracao a partir das fontes convencionais, o que vem gerando serios problemas para o setor energetico, o conceito de smart grids populariza-se e apresenta-se como uma alternativa para, entre outras possibilidades, minimizar os efeitos da falta de energia eletrica, na concepcao de geracao distribuida a partir de fontes alternativas. Com vistas em alternativas com esse fim, sera desenvolvido um sistema de aquisicao de dados, de baixo custo e alto desempenho, para aplicacoes em smart grids, que viabilize o monitoramento da energia eletrica em tempo real, onde o usuario possa gerir o seu proprio controle evitando o desperdicio e, consequentemente, economizando. O sistema sera desenvolvido com base nas normas da ANEEL (Agencia Nacional de Energia Eletrica), orgao responsavel por determinar os parametros minimos que um equipamento de medicao deve possuir. O sistema de aquisicao de dados apresentou resultados com alto grau de concordancia ao ser comparados com o instrumento de referencia, o fluke 434/435. Foi apresentado uma curva resposta da tensao e corrente, mostrando o comportamento do sistema em comparacao a de outros instrumentos de medicoes. Ainda, e objetivo do trabalho que a Unidade de Condicionamento dos Sinais, possa ser adaptada para multiplas plataformas microprocessadas, atraves de simples ajustes, sem a necessidade de reconfiguracao de hardware. Esse fato foi comprovado ao ser utilizada com a BeagleBone Black, apresentando resultados satisfatorios.
  • ZARIFF MEIRA GOMES
  • Filtro Ativo Trifasico Shunt com Numero Reduzido de Indutores
  • Fecha: 24-jul-2015
  • Hora: 10:00
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  • Neste trabalho é apresentado um filtro ativo de potência trifásico para sistemas a trifásicos a três fios com um indutor a menos em comparação com a estrutura usual de um filtro ativo shunt. Para a determinação das referências e controle foi utilizada a transformada de Park, ou seja, todo o controle foi feito em eixos síncronos. O filtro ativo deste trabalho está na configuração paralela funcionando, portanto, como uma fonte de corrente e deverá corrigir o fator de potência e harmônicos de corrente da rede elétrica, estes últimos de forma seletiva. Foram apresentados resultados de simulação validando a estratégia de controle.
  • Carlos Henrique Alencar Almeida
  • Caracterização de Célula Termoelétrica para Geração de Energia Elétrica
  • Fecha: 24-jul-2015
  • Hora: 08:00
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  • Este trabalho caracteriza um dispositivo termoelétrico como gerador de energia elétrica. Para tal propósito, uma célula termoelétrica foi submetida a diferentes perfis de temperatura em suas faces.A aplicação de calor no dispositivo foi feita através de uma estrutura de controle retroalimentada composta por células de Peltier em cascata,sensores de temperatura e circuitos condicionadores de corrente. A execução e o monitoramento do sistema foram feitos através de uma interface de aquisição e controle de dados, conectada a um computador e gerenciada por um software dedicado a aplicação. Com estes experimentos foi observada a resposta da tensão elétrica do dispositivo termoelétrico em relação às temperaturas aplicadas em suas faces. Também foi inserida uma carga resistiva para analise do comportamento da potência elétrica fornecida pelo dispositivo. Dentre os resultados obtidos, destaca-se a variação do coeficiente de Seebeck quando é variada a temperatura média de trabalho. A potência fornecida pelo dispositivo termoelétrico configurado como gerador chega a 95 mW quando submetido a uma diferença de temperatura (∆T) de 40 ºC.A curva de potência e corrente elétrica são apresentadas em relação à tensão gerada pelo dispositivo.
  • IVAN DA SILVA
  • MODELAGEM E ACIONAMENTO DE UMA MÁQUINA DE INDUÇÃO DE NOVE FASES BASEADO EM MODULAÇÃO ESPACIAL VETORIAL SVPWM
  • Fecha: 27-feb-2015
  • Hora: 14:00
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  • O interesse pelo estudo de máquinas de indução multifases (mais de três fases) e dos seus sistemas de acionamento cresceu substancialmente nas últimas duas décadas. As muitas vantagens apresentadas pelos sistemas multifases, em relação aos sistemas trifásicos convencionais, têm sido fatores motivadores para o aumento de pesquisas em todo o mundo. Redução das oscilações de torque, redução da corrente por fase, maior confiabilidade do acionamento, grande tolerância à faltas e redução no conteúdo harmônico da corrente no barramento CC são algumas destas vantagens. O maior grau de liberdade proporcionado pelas fases extras torna os sistemas multifases bastante flexíveis quanto às estratégias de modulação e de controle. Apesar da atual predominância da utilização das máquinas e acionamentos trifásicos na indústria, as máquinas multifases estão sendo cada vez mais utilizadas em áreas de aplicações específicas tais como tração de locomotivas, propulsão de navios elétricos de grande porte, indústria aeroespacial, tração de veículos híbridos e elétricos e sistemas industriais de alta potência. Devido ao alto grau de acoplamento entre as variáveis elétricas de um sistema multifases, a modelagem e análise desses sistemas tem representado uma tarefa desafiadora nos centros de pesquisa. No presente trabalho são apresentadas as modelagens analíticas de uma máquina de indução de nove fases simétrica e de uma máquina de nove fases assimétrica pelo método de variáveis naturais e pelo método de decomposição vetorial. Os princípios utilizados na modelagem são os mesmos utilizados nos sistemas trifásicos. No entanto, sistemas multifases são analisados em múltiplos planos d-q. Estratégias de modulação PWM baseadas na teoria de vetores espaciais (SVPWM) para um inversor de nove fases tipo VSI (Inversor Fonte de Tensão) são apresentadas para acionamento das máquinas. O sistema de acionamento apresentado trabalha na região linear de operação e gera tensão de saída senoidal. Dados de simulação obtidos a partir de programas desenvolvidos em linguagem C e Matlab são apresentados para ambas as máquinas de nove fases modeladas.
  • SERGIO LOUREDO MAIA LACERDA
  • AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DA COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO-FREQUÊNCIA UTILIZANDO O TRANSCEIVER NRF-24L01+® PARA MONITORAMENTO DE SISTEMAS ELÉTRICOS NO CONCEITO DE SMART GRID.
  • Fecha: 27-feb-2015
  • Hora: 10:00
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  • O presente trabalho trata da avaliação do sistema de comunicação por meio da rádio-frequência utilizando o transceiver nRF-24L01+® para ser utilizado no monitoramento de sistemas elétricos no conceito de smart grid. O sistema completo é composto de uma ou mais Unidades Remotas de Aquisição de Dados – URADs; de várias Unidades de Sensoriamento Inteligente – USIs; e um Subsistema de Controle Supervisório – SCS. A conexão entre a URAD e as USIs pode ocorrer através de conexão cabeada (Ethernet, RS232, USB, CAN ou PLC) e sem fio (RF). Cabem às URADs a aquisição, processamento e comunicação das grandezas com pequena constante de tempo, enquanto que as USIs encarregam-se da aquisição de grandezas com constantes de tempo maiores (temperatura, pressão, umidade, etc.). Neste trabalho trataremos do desenvolvimento e testes de comunicação da USI. Para estes testes as unidades são de 2 tipos: uma unidade mestre, responsável pela requisição dos dados (sem fio) e pelo envio ao SCS (comunicação RS232, USB, CAN ou RF); e uma unidade escravo, que pode ser responsável pela medição de grandezas de interesse para envio à unidade mestre quando requisitada. Para a comunicação sem fio (RF) utilizou-se o transceptor nRF-24L01+® da NORDICTM, pois suas características de processamento e comunicação atendem satisfatoriamente às necessidades e exigências do projeto, que serão abordadas no transcurso deste trabalho.
  • JOSÉ CARLOS DE OLIVEIRA CUSTÓDIO
  • MELHORAMENTO DA EFICIÊNCIA DE CAPTAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA UTILIZANDO UM SENSOR DE IRRADIÂNCIA SOLAR
  • Fecha: 27-feb-2015
  • Hora: 09:00
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  • Um problema já conhecido do algoritmo de controle Perturba e Observa (P&O) de conversores com rastreamento de ponto de maior potência é o erro de rastreamento sob rápidas mudanças de níveis de irradiância. A principal causa deste comportamento errático é que o conversor não consegue distinguir se a mudança de potência gerada pelo painel é proveniente de uma mudança realizada pelo algoritmo do conversor ou pela mudança de irradiância solar. Neste trabalho é proposto um sistema sensor de iluminância que combinado com os conversores que utilizam o algoritmo P&O corrige o erro de rastreamento de irradiância solar especialmente nas rápidas variações. São apresentados resultados do sensor que mostram a linearidade e não saturação sob irradiância direta de luz solar ou mesmo de luz artificial assim como a correção do erro de rastreio do conversor utilizando o algoritmo P&O agregado ao sensor.
  • FLÁVIO GOMES DE CARVALHO
  • CARACTERIZAÇÃO DO CONTEÚDO HARMÔNICO EM AMBIENTES RESIDENCIAIS: ESTUDO DE CASO.
  • Fecha: 26-feb-2015
  • Hora: 14:30
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  • Neste trabalho é realizada uma caracterização do conteúdo harmônico em instalações elétricas residenciais por meio de um conjunto de medições realizadas por diversos períodos de tempo. Para cada caso avaliado fez-se um levantamento das cargas que compõem a instalação e uma análise individual de cada uma delas como forma de avaliar sua influência no comportamento harmônico da instalação como um todo.
  • MARAIZA PRESCILA DOS SANTOS
  • Sistema Eletrônico Energeticamente Autônomo com Colheita de Energia por Indução Magnética
  • Fecha: 24-feb-2015
  • Hora: 10:00
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  • Nas últimas décadas, a crescente demanda por circuitos eletrônicos miniaturizados, portáteis e autônomos, vem intensificando a busca por novas e adequadas fontes energéticas. Seguindo este contexto, o propósito desta dissertação é desenvolver um sistema eletrônico energeticamente autônomo, alimentado por colheita de energia magnética. Sendo o sistema de colheita composto por um transdutor eletromagnético, para captar e converter o campo magnético disperso em torno de linhas de potência, e um circuito eletrônico para condicionar a energia gerada pelo transdutor e fornecer a potência adequada para uma carga resistiva de baixo consumo. Uma metodologia experimental foi empregada para selecionar o material adequado para o núcleo do transdutor, por isso, foram realizados diversos testes em laboratório para analisar e comparar o desempenho dos transdutores em relação à potência e a densidade de potência, fornecidas pelos transdutores de dois materiais ferromagnéticos distintos, a Ferrita e a liga Nanocristalina (FeSiB). Após a análise dos dados, concluiu-se que para esta aplicação a liga Nanocristalina apresentou os melhores resultados quanto à densidade de potência, e por isso, foi selecionada como o material do núcleo toroidal do transdutor. Porém, na saída da bobina secundária se observou altos picos de tensão, de modo que poderia ocasionar danos aos dispositivos eletrônicos do circuito conectado a bobina. Portanto, optou-se por fazer a divisão da bobina secundária em dois enrolamentos, ambos ligados em paralelo, para reduzir a indutância, ao final constatou-se a eficácia da solução, pois, reduziu os picos de tensão e manteve a magnitude da tensão eficaz. Contudo, o transdutor apresentou alta reatância indutiva, devido os seus parâmetros físicos, em particular, a alta permeabilidade, para compensá-la foram utilizadas capacitâncias ligadas em série com a bobina, a fim de definir a situação ideal para o sistema fornecer a máxima potência à carga. O circuito de condicionamento de energia foi projetado para alimentar o nó sensor sem fio nRF24LE1 da Nordic semiconductors, para tanto, foram projetados um retificador de onda completa, um filtro à capacitor e um regulador de tensão. Por fim, pode-se concluir que um sistema eletrônico com autonomia energética pode ser implementado, utilizando-se como fonte de alimentação a colheita de energia por indução magnética, e o mesmo pode ser instalado em ambientes nos quais existam um campo magnético disponível para ser “aproveitado”.
  • BRUNO WILLIAM DE SOUZA ARRUDA
  • CLASSIFICAÇÃO DE DISTÚRBIOS DE ENERGIA ELÉTRICA BASEADA EM SISTEMAS IMUNOLÓGICOS ARTIFICIAIS
  • Fecha: 10-feb-2015
  • Hora: 10:00
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  • Na atualidade, a energia elétrica assume um papel imprescindível para a sustentabilidade da sociedade. Com o avanço da tecnologia e a utilização cada vez maior de cargas não-lineares, são crescentes a exigência e a demanda dos consumidores em relação à qualidade de energia elétrica (QEE). A rede elétrica pode ser afetada por distúrbios, sendo estes responsáveis por interferências indesejáveis que consequentemente, acarretam em efeitos econômicos, ocasionando prejuízos. Diante do exposto, vê-se a necessidade de desenvolver sistemas que sejam capazes de detectar e classificar esses distúrbios, ainda enquanto o sistema opera de forma aceitável, evitando o mau funcionamento dos equipamentos, assim como as despesas causadas. Em outro contexto, sistemas imunológicos artificiais (SIA) é uma área da engenharia da computação relativamente recente e procura explorar mecanismos que são utilizados nos sistemas imunológicos encontrados na natureza com o objetivo de desenvolver técnicas de solução de problemas. Para tanto, esta pesquisa tem como objetivo desenvolver e implementar um sistema para classificação de distúrbios de energia elétrica baseado em SIA. O algoritmo de seleção clonal (CLONALG), caracterizado pelo seu uso em problemas de reconhecimento de padrões, é utilizado com o intuito de gerar células de memória capazes de reconhecer antígenos (distúrbios de energia elétrica). Para avaliação do algoritmo como solução do problema, um classificador baseado no algoritmo dos k-vizinhos mais próximos é utilizado. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que a metodologia proposta obteve 100% de precisão na classificação dos semiciclos de cada distúrbio abordado (Swell, Sag, Interrupção, Harmônicos e a operação normal), além disso, os resultados foram obtidos com frequência de amostragem inferior ao recomendado por padrão e, para cada semiciclo, o algoritmo dos k-vizinhos mais próximos levou aproximadamente 103 μs para classificar. Em comparação com trabalhos científicos relacionados, foi possível observar que os resultados obtidos são satisfatórios e apresentam eficiência e coerência. A partir dos resultados obtidos, torna-se possível a utilização da metodologia proposta para implementações online.
2014
Descripción
  • JULIO CEZAR DE CERQUEIRA VERAS
  • ANÁLISE EXPERIMENTAL DOS EFEITOS DE CICLOS TÉRMICOS EM GERADORES TERMOELÉTRICOS
  • Fecha: 28-nov-2014
  • Hora: 10:00
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  • Os geradores termoelétricos são dispositivos que dependem da diferença de temperatura para conversão termoelétrica, porém, estarem sujeitos a ciclos térmicos pode comprometer o tempo de vida dos geradores termoelétricos. Com o objetivo de investigar a influência dos ciclos térmicos a que estão expostos, este trabalho propõe desenvolver um sistema capaz de submeter módulos termoelétricos à influência de ciclos térmicos, a fim de que o módulo possa ser avaliado. Para constatar os efeitos na degradação do módulo termoelétrico alguns parâmetros devem ser avaliados antes da aplicação dos ciclos térmicos e após uma sequência de ciclos térmicos. Para tanto, a plataforma de controle térmico desenvolvida utiliza como interface o DAQ NI PCIe-6321, Case SCB-68A integrada ao programa LabView ambos da National Instruments. Ao fim da pesquisa, avaliações de degradação são feitos em parâmetros que estão relacionados ao desempenho do gerador termoelétrico.
  • MARCELO RENATO DE CERQUEIRA PAES JUNIOR
  • ALOCAÇÃO OTIMIZADA DE CENTRAIS SOLARES FOTOVOLTAICAS NO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DO OESTE DO ESTADO DA PARAÍBA
  • Fecha: 29-ago-2014
  • Hora: 14:00
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  • O presente trabalho tem como objetivo simular os efeitos da conexão de centrais geradoras fotovoltaicas nas perdas de energia ativa do sistema de distribuição do oeste do estado da Paraíba. Inicialmente foi realizada a modelagem do sistema de distribuição, que possui um ponto de suprimento, 20 subestações rebaixadoras 69/13,8 kV e 25 linhas de distribuição 69 kV. Para análise da rede foi utilizado o método de Newton-Raphson para solução do fluxo de potência do sistema antes e depois da inserção das centrais fotovoltaicas e por fim foi proposta uma alocação otimizada das centrais solares fotovoltaicas com o objetivo de minimização das perdas de energia ativa utilizando algoritmos genéticos.
  • MARCOS MOURA BANDEIRA
  • Técnica PWM Baseada em Portadora para Balanceamento da Tensão no Capacitor em Conversores Monofásicos de Três Níveis com Diodo de Grampeamento
  • Fecha: 13-may-2014
  • Hora: 16:40
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  • Este trabalho apresenta uma técnica de Modulação por Largura de Pulso (PWM) para conversores monofásicos de três níveis com diodo de grampeamento, que tem como objetivo o balanceamento da tensão no barramento de capacitores. A técnica consiste na injeção de um sinal de tensão de modo comum no sinal modulante senoidal, da modulação por largura de pulso convencional baseada em Portadora (Carrier Based – Pulse Width Modulation), o qual introduz uma componente de corrente CC no ponto neutro do barramento de capacitores, podendo essa tensão ser controlada, com o objetivo principal de balancear a tensão dos capacitores em relação ao ponto neutro. A técnica é apresentada em um conjunto de equações, com a finalidade de demonstrar como o sinal de tensão injetado introduz uma componente de corrente CC no ponto neutro. Para testar a estratégia proposta, a estrutura do conversor de três níveis com diodos de grampeamento foi simulada com o PSIM e montada, utilizando um processador digital de sinais para geração dos sinais de comando dos dispositivos semicondutores. Resultados de simulações e experimentais que demonstram a eficiência e a qualidade da estratégia PWM são apresentados.
  • MARCOS CAVALCANTI MEIRA
  • ESTRATÉGIA DE CONTROLE NO REFERENCIAL SÍNCRONO APLICADA À CONEXÃO DE SISTEMA DE MICROGERAÇÃO COM A REDE ELÉTRICA MONOFÁSICA ATRAVÉS DE CONVERSOR ESTÁTICO
  • Fecha: 06-may-2014
  • Hora: 10:00
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  • Este trabalho apresenta uma estratégia de controle aplicada a uma microrrede monofásica interconectada a uma fonte de energia renovável. A estratégia é realizada para regular o fluxo de potência ativa e otimizar o fator de potência no ponto de acoplamento comum (PAC). Todo o controle do sistema é realizado no referencial síncrono da tensão do PAC. Nesse referencial, a corrente direta é responsável pela regulação do fluxo de potência ativa, enquanto que o eixo em quadratura, gerado artificialmente, regula o fator de potência. A corrente direta é utilizada para regular a tensão contínua do conversor estático monofásico e, consequentemente, o balanço de potência ativa do sistema. Resultados experimentais e de simulações demonstram a viabilidade e a eficácia do sistema proposto.
  • MARCOS GOMES BERNARDO
  • PROPOSTA DE CONTROLE EM MALHA FECHADA COM ALTA EFICIÊNCIA PARA O AQUECIMENTO DE ÁGUA EM CHUVEIROS ELÉTRICOS
  • Fecha: 29-abr-2014
  • Hora: 16:00
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  • O presente trabalho trata da análise e desenvolvimento de um sistema de controle em malha fechada para o controle efetivo de temperatura da água na saída de um chuveiro elétrico, independente do fluxo de água ou temperatura da água em sua entrada. O sistema vislumbrado tem como premissa ser de baixo custo e alta eficiência, além de apresentar dimensões físicas reduzidas o suficiente para que possa ser incorporado diretamente nos chuveiros elétricos existentes, evitando que o fabricante precise reformular o seu produto. A alta eficiência acaba sendo de suma importância, pois contribui efetivamente tanto no custo quanto no tamanho da solução, uma vez que quanto menor a eficiência, maiores as perdas e, consequentemente, maior será o dissipador de calor agregado ao sistema, elevando-se o custo e tamanho da solução vislumbrada. Baseado nestes critérios, optou-se por utilizar o TRIAC como chave de potência, e acioná-la sempre nos cruzamentos por zero de rede elétrica. Para a concepção e desenvolvimento do sistema, adotou-se como ferramentas o Scilab e a plataforma Arduíno. Antes da construção do protótipo, várias simulações dos circuitos e códigos de programação foram realizadas, utilizando-se o Proteus e o Scilab em conjunto. Para os teste experimentais, um protótipo com potência nominal de 3,2 kW foi construído, empregando-se um chuveiro elétrico comercial. Experimentalmente, verificou-se uma eficiência maior que 99% o que exigiu um dissipador com volume de 63 cm3, e controle efetivo da temperatura da água na saída do equipamento. Além disso, não se observou cintilação quando considerada uma instalação elétrica de acordo com as normas brasileiras.
  • JEANNE ELIZABETH DE PAULA BRAQUEHAIS
  • SENSOR INTELIGENTE E ENERGETICAMENTE AUTÔNOMO PARA MEDIÇÃO DA VELOCIDADE DO VENTO
  • Fecha: 28-feb-2014
  • Hora: 16:00
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  • Este trabalho se insere no contexto da micro-geração distribuída através do aproveitamento da energia eólica em áreas urbanas. Geralmente, a instalação de sistemas de geração eólica é precedida por uma análise do potencial de geração. A partir de um estudo de métodos e tecnologias para o monitoramento da velocidade do vento, decidiu-se por desenvolver um sistema de monitoramento formado por uma rede de 10 nós sensores capazes de recuperar energia do ambiente para seu funcionamento, de forma a evitar a necessidade de baterias ou conexão à rede elétrica. Cada nó sensor é composto por uma microturbina que alimenta um gerador CC, e um transceptor RF para envio dos dados a uma central de processamento. Ao mesmo tempo em que fornece uma tensão dependente da velocidade do vento, o conjunto microturbina-gerador fornece a energia necessária ao funcionamento do transceptor. O desempenho do protótipo desenvolvido foi avaliado por intermédio de um túnel de vento desenvolvido ao longo do trabalho. O sistema de aquisição de dados incluiu uma placa com microcontrolador para medição da tensão na saída do gerador (em diferentes condições de carga), um anemômetro de referência para medição da velocidade do vento no túnel, e um computador para aquisição e processamento dos dados experimentais. O nó sensor desenvolvido é capaz de funcionar com velocidades do vento maiores que 3,5 m/s, limiar próximo do limiar de funcionamento das turbinas eólicas para geração distribuída (3,0 m/s).
  • ROBERIO PAREDES MOREIRA FILHO
  • ANÁLISE E CARACTERIZAÇÃO DA POTÊNCIA ELÉTRICA GERADA COM ELEMENTO PIEZOELÉTRICO
  • Fecha: 28-feb-2014
  • Hora: 09:00
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  • Este trabalho apresenta um estudo de caracterização de um elemento piezoelétrico para geração de energia elétrica. Essa caracterização permitiu a determinação da relação entre a deformação mecânica sofrida pelo elemento gerador (piezoelétrico) e a potência elétrica gerada. Os resultados obtidos pelo estudo foram baseados em simulações utilizando um programa de elementos finitos (Ansys) e em dados experimentais. Como elemento piezoelétrico gerador foi utilizada a cerâmica piezoelétrica de Zirconato Titanato de Chumbo (PZT). Para a obtenção dos resultados experimentais, foi desenvolvido um gerador composto por uma viga monoengastada excitada por um shaker (excitador) nas frequências de interesse. Com a utilização deste gerador foi possível constatar que a máxima geração de tensão e potência elétrica ocorreu na frequência de 75 Hz. Para uma carga de 19,69 kΩ, que dividiu, a tensão elétrica gerada em circuito aberto, pela metade na frequência de 75 Hz, foi fornecida uma potência elétrica de 1,877 mW para uma deformação de 387,97 μm/m sobre o PZT. Para esta frequência, os resultados obtidos de deformação elástica e tensão elétrica nas simulações, se mostraram equivalentes aos alcançados no experimento.
  • IGOR GADELHA PEREIRA
  • ESTRATÉGIAS DE TESTE APLICADAS À REDE DE INTERCONEXÃO DE FPGAS
  • Fecha: 26-feb-2014
  • Hora: 10:00
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  • Este trabalho objetiva realizar uma análise das principais estratégias de teste já existentes para FPGA, e propor uma nova estratégia aplicada à rede de interconexão do FPGA Xilinx Spartan 3E baseada em registradores de deslocamento com realimentação linear sintetizável pelo Algoritmo de Berlekamp-Massey e que possa diagnósticar com precisão o local da falha. Para isso, foram utilizados softwares da fabricante de FPGAs Xilinx (especificamente, XDL e FPGA_editor) para determinar precisamente a configuração do FPGA e, assim, criar uma nova proposta e avaliar sua empregabilidade. Como resultado, a partir da estratégia adotada foi possível rotear 7 WUTs (Wires Under Test) em um total de 8 para o FPGA em questão. Sendo assim, foram necessárias 24 configurações de teste para testar e diagnósticar todas as linhas do tipo HexLine e DoubleLine. Resultados preliminares mostram que a estratégia proposta é capaz de testar 7 WUTs por vez e necessita de 24 configurações para testar e diagnósticar precisamente o local da falha na rede de interconexão.
  • RENATO FRANKLIN RANGEL
  • CARACTERIZAÇÃO DE UMA CÉLULA TUBULAR PIEZOELÉTRICA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
  • Fecha: 26-feb-2014
  • Hora: 09:00
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  • Atualmente tem sido alvo de interesse de muitos pesquisadores estudos que apresentem possíveis soluções para geração de energia elétrica alternativa. Muitas dessas pesquisas se concentram na utilização de recursos naturais, teoricamente inesgotáveis, para preservar outras fontes de energias esgotáveis. Mais recentemente, tem sido estudada a possibilidade de geração de energia elétrica de baixa potência, mas que sejam suficientes para suprir a demanda de alguns sistemas eletrônicos. Sistemas como sensores sem fio ou comunicação remota que tem baixo consumo de potência podem ser beneficiados. Dentre as várias tecnologias de produção de energia elétrica alternativa, o uso da energia vibratória e de deformação de estruturas pode ser utilizada para gerar energia elétrica. Para essa conversão se tem os materiais piezoelétricos que convertem a energia de deformação mecânica em energia elétrica. Assim, neste trabalho, é apresentado o estudo de caracterização de um material piezoelétrico de Titanato Zirconato de Chumbo (PZT) com o objetivo de geração de energia elétrica. Para a caracterização experimental foi utilizado um PZT com geometria cilíndrica tubular, submetido a uma compressão de forma cíclica no sentido axial. Um aparato experimental foi criado e instrumentado para a captação da força, aceleração, tensão e potência elétrica gerada devido a célula piezoelétrica. Inicialmente simulações foram desenvolvidas no sentido de nortear o conjunto de ações experimentais. A partir dos resultados experimentais com uma célula piezoelétrica foi elaborado um gerador piezoelétrico com três células e caracterizado. Resultados dos parâmetros físicos relacionados às caracterizações são apresentados.
  • ROBERTO RIBEIRO DE AZEVÊDO CRUZ
  • GERENCIAMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA OTIMIZAR A QUALIDADE E A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE GRANDES CONSUMIDORES
  • Fecha: 25-feb-2014
  • Hora: 09:00
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  • Neste trabalho é apresentada a necessidade do acompanhamento e gerenciamento do sistema de energia de um grande consumidor, com o objetivo de minimizar custos e desperdícios de energia elétrica, bem como propiciar o controle do comportamento do seu sistema de distribuição de energia elétrica, fazendo com que a unidade consumidora venha a ter condições de monitorar a energia recebida através da concessionária e entregue a seus usuários buscando atingir bons níveis na qualidade e eficiência energética. Os resultados obtidos com o gerenciamento mostram detalhes da redução dos custos operacionais com manutenção, na fatura mensal da unidade analisada com o controle do fator de potência, melhores condições na contratação das demandas e as melhorias quanto a continuidade no fornecimento deste insumo. Com as medidas e soluções adotadas neste estudo, pode-se afirmar que foram apresentados resultados de boa qualidade no atendimento aos consumidores, bem como no que diz respeito à eficiência energética, ficando constatado que este trabalho pode ser aplicado a outros consumidores com todas as condições de se chegar aos resultados esperados, respeitando suas particularidades e suas atividades produtivas.
  • VERONICA MARIA LIMA SILVA
  • CONVERSOR A/D COM AMOSTRAGEM NÃO-UNIFORME E PASSO DE QUANTIZAÇÃO ADAPTATIVO.
  • Fecha: 21-feb-2014
  • Hora: 15:00
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  • Neste trabalho, faz-se uma análise de diferentes arquiteturas de conversores analógico-digitais, e propõe-se uma arquitetura de conversor analógico-digital baseado em amostragem por cruzamento de níveis (não-uniforme) com adaptação do passo de quantização, com o objetivo de reduzir o consumo de energia requerido pela conversão analógica-digital e processamento de sinais com características específicas. A arquitetura proposta possui parâmetros que podem ser configurados dinamicamente pelo usuário, a fim de que o processo de conversão se adeque às características do sinal a ser amostrado e aos requerimentos de consumo de energia da aplicação. A arquitetura foi modelada e simulada em MatLab, tendo sido utilizada na conversão de diversos sinais de teste, dentre os quais um sinal típico de eletrocardiograma. Verificou-se que a amostragem não-uniforme com adaptação do passo de quantização proposta resultou em um aumento da relação sinal-ruído do sinal amostrado de até 10dB quando comparado com a amostragem uniforme. A implementação da parte digital foi feita em FPGA a partir de uma descrição em SystemVerilog funcionalmente compatível com o modelo em Matlab, e a parte analógica foi implementada com componentes discretos.
2013
Descripción
  • JAIRO DIAS INOCENCIO
  • RESTAURADOR DINÂMICO DE TENSÃO SEM SATURAÇÃO NOS TRANSFORMADORES DE CONEXÃO.
  • Fecha: 22-oct-2013
  • Hora: 08:30
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  • Este trabalho apresenta uma técnica para evitar a saturação dos transformadores de tensão em série aplicados em um restaurador dinâmico de tensão (DVR). A técnica consiste em alterar as tensões que são injetadas através dos transformadores para compensar afundamentos de tensão no sistema de potência. O método apresentado assegura uma eliminação completa do fluxo c.c. ou desloca a curva de fluxo, restringido sua amplitude c.a., de maneira que o nível de fluxo não exceda os limites do transformador, evitando que o mesmo trabalhe na região de saturação. A validação deste método será realizada a partir de simulações e resultados experimentais.

  • ROBSON PACIFICO GUIMARÃES LIMA
  • UMA APLICAÇÃO BASEADA EM SISTEMAS IMUNOLÓGICOS ARTIFICIAIS PARA DETECÇÃO DE FALHAS EM UMA PLATAFORMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA.
  • Fecha: 30-ago-2013
  • Hora: 14:00
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  • Neste trabalho é apresentado um método de detecção automática de falhas, baseado em Sistemas Imunológicos Artificias, aplicado em um sistema de abastecimento de água. Este processo utiliza um Sistema de Controle Fuzzy para manter o nível de pressão estabilizado em seu princípio de operação normal do sistema. O sistema de abastecimento de água é composto por sensores de pressão, válvulas, bombas e outros dispositivos. Falhas nos componentes que compõem o sistema poderão acontecer causando perturbações no funcionamento deste sistema.
    Um algoritmo, extraído dos Sistemas Imunológicos Artificiais, denominado de Algoritmo de Seleção Negativa, é a base do sistema de detecção de falhas proposto neste trabalho. O algoritmo de Seleção Negativa verifica condições de operação anormais baseado nas condições de funcionamento normal do sistema. Resultados das simulações e experimentos acerca da utilização deste algoritmo foram obtidos comprovando a eficiência desta técnica.

     

  • TARCISIO OLIVEIRA DE MORAES JUNIOR
  • Sistema de Captação de Energia (Energy Harvesting) por Dispersão Magnética em Linha de Potência.
  • Fecha: 25-feb-2013
  • Hora: 10:00
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  • Neste trabalho é apresentado um sistema de captação de energia por dispersão magnética produzida pela corrente elétrica em uma linha de potência de uma rede de distribuição de energia, para alimentação de dispositivos de uma rede de sensores sem fio.  Esse sistema é baseado em núcleos toroidais testados e validados com diferentes materiais e dimensões (cinco de ferrite, sete nanocristalino e sete de pó de ferro) objetivando a obtenção do captador com maior de potência. Partindo do princípio magnético dos materiais ferromagnéticos, é analisada a teoria do campo magnético dos dispositivos de captação de energia do sistema. Foi desenvolvido um protótipo do sistema que consiste de uma planta piloto capaz de emular as altas correntes da linha de potência e de um circuito condicionador de potência para o tratamento da energia captada. Os teste foram divididos em três etapas. O primeiro restringe-se a determinação dos parâmetros magnéticos (como permeabilidade relativa e curva de magnetização) de cada captador através do uso de um circuito de medição de permeabilidade para a detreminação do laço B x H. O segundo, ao circuito de condicionamento de potência, composto de um retificador AC/DC e de um regulador de tensão para a obtenção do maior valor de potência no ensaio dos captadores. O terceiro, a comparação dos resultados experimentais com os resultados teóricos. Os resultados experimentais obtidos, que foram condizentes com os teóricos, comprovam que o sistema captador de energia é capaz de fornecer níveis de potência na escala de até 315,6mW para captadores de ferrite, 54mW para captadores nanocristalinos e 0,77mW para captadores de pó de ferro, através da captação por dispersão magnética produzida por uma corrente de 15A na linha de potência, a qual pode ser aplicado para dispositivos diversos de baixo consumo, principalmente, em rede de sensores sem fio para a aquisição de dados e os parâmetros de controle da própria linha de potência.