PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA (PPGEE)

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

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Dissertações/Teses


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2019
Descrição
  • 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
  • Orientador : ISAAC SOARES DE FREITAS
  • Data: 28/02/2019
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  • Este trabalho objetiva estudar e ensaiar uma topologia de conversao que se adeque a utilizacao em sistemas isolados de geracao fotovoltaica e, contemple o acionamento de motores de inducao trifasicos com aplicacao ao bombeamento de agua, com enfase no baixo custo aquisitivo, facil manutencao e relativa eficiencia energetica e operacional. As caracteristicas do projeto estudado e experimentado seguem criterios especificos como: seguranca, economicidade, dimensoes reduzidas, operacionalidade e eficiencia satisfatoria. O modelo consiste de um conversor controlado por microprocessador projetado para transferir a maxima potencia gerada por um arranjo fotovoltaico para suprir um inversor industrial no acionamento de uma eletrobomba, tambem do tipo comercial, com um motor de inducao trifasico, ambos de facil disponibilidade no mercado local. Foram realizadas simulacoes e avaliacoes com a utilizacao de softwares matematicos e de simulacao de circuitos eletricos. Os circuitos eletricos de potencia foram pesquisados e projetados para serem testados em laboratorio, e os resultados registrados. Para a realizacao 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 alem de circuitos condicionadores de medicao e acionamento de chaves. O microprocessador realizara as tarefas de controle do ponto de maxima potencia (MPP) do gerador e demais protecoes do sistema (desligamento). O controle da tensao do barramento de saida sera realizado pelo inversor comercial parametrizado com estrategias de controle tipo escalar, controlando a potencia consumida pela carga. Os resultados do estudo e ensaio serao demostrados e comentados.
  • RAONI DE ARAUJO PEGADO
  • Reconfiguração de Redes de Distribuição de Energia Elétrica usando Otimização por Enxame de Partículas Aprimorado
  • Orientador : YURI PERCY MOLINA RODRIGUEZ
  • Data: 26/02/2019
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  • O presente trabalho apresenta um metodo para a resolucao do problema de reconfiguracao de redes primarias de distribuicao, fazendo uso dos recursos do software Open Distribution System Simulator (OpenDSS) e de uma nova tecnica de otimizacao por enxame de particulas binarias (BPSO), nomeada de BPSO seletivo aprimorado. Alem de utilizar do conceito de busca por malha ou espaco seletivo, o que reduz consideravelmente o espaco de busca das solucoes, o metodo proposto apresenta uma nova funcao sigmoide capaz de promover um controle na taxa de mudanca das particulas e uma melhor exploracao do espaco de busca, resultando em uma melhoria na convergencia dos resultados. O algoritmo de solucao foi desenvolvido para minimizar as perdas de potencia do sistema, levando em consideracao seus limites operacionais. Para isso, foi elaborado um programa na linguagem de programacao C# permitindo a integracao entre o OpenDSS e o metodo de reconfiguracao proposto. Seu funcionamento foi demonstrado em um sistema simples de 5 barras. Finalmente, o algoritmo proposto foi aplicado em tres sistemas de distribuicao disponiveis literatura tecnica, realizando testes de validacao e efetividade das rotinas desenvolvidas. Os resultados dos testes foram comparados com resultados de outras tecnicas modernas reportadas na literatura.
  • NATHAN LUAN DUTRA SARMENTO
  • ESTUDO DO COMPORTAMENTO E CONTROLE DE ATUADORES DE LIGA DE MEMÓRIA DE FORMA UTILIZANDO REDES NEURAIS
  • Orientador : CICERO DA ROCHA SOUTO
  • Data: 25/02/2019
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  • Na presente dissertacao, e realizado um estudo com molas feitas de Ligas de Memoria de Forma, visando maior compreensao dos fenomenos fisicos de transformacao para controle desse tipo de atuador. O uso da resistencia eletrica como elemento sensor para feedback e proposto, e uma Rede Neural Artificial e projetada para aprendizagem da relacao entre a resistencia eletrica e forca exercida pela mola de Liga de Memoria de Forma. Alem disso, um circuito de acionamento e proposto e e utilizado um Filtro de Kalman para estimacao da das variaveis a serem utilizadas no controle do atuador. Por fim, um metodo de controle baseado em Redes Neurais e proposto e seus resultados sao mostrados.
  • CAMILA JÉSSICA SAMPAIO DOS SANTOS
  • AMORTECIMENTO DE OSCILAÇÕES ELETROMECÂNICAS EM UM SISTEMA CARGA-FREQUÊNCIA UTILIZANDO TABU SEARCH
  • Orientador : ALEXANDRE CEZAR DE CASTRO
  • Data: 15/02/2019
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  • O aumento da demanda por energia eletrica fez com que as companhias e empresas investissem no SEP (Sistema Eletrico de Potencia), tornando-o mais robusto e, consequentemente seu funcionamento mais complexo. Essas modificacoes influenciaram no surgimento de problemas relacionados as oscilacoes eletromecanicas, podendo provocar a instabilidade do sistema. Dos varios fatores que influenciam o funcionamento do SEP, a estabilidade e um ponto importante e fundamental que impacta a operacao segura e confiavel desses sistemas. Este trabalho apresenta o projeto de um controlador robusto tendo como objetivo principal o amortecimento de modos de oscilacoes eletromecanicas (MOE) em sistemas de potencia de tres areas, buscando alcancar a estabilidade robusta do sistema. Tecnicas de analise e projeto de controladores de sistemas multivariaveis no dominio de frequencia sao usadas para verificar a possibilidade de se obter controle robusto com controladores de ordem reduzida descentralizados. Para que os controladores atinjam a robustez e necessario que ocorra a selecao dos pares entrada-saida mais significativos para o sistema, para tal, foi aplicado tecnicas de analise a um sistema carga-frequencia de tres areas. O controlador e do tipo 𝐻∞ e o metodo de otimizacao aplicado, para obter os parametros do controlador robusto, foi o tabu search.
2018
Descrição
  • HÉLIO OLIVEIRA TRIGUEIRO
  • Conversor CC-CC Push-Pull Trifásico Bidirecional
  • Data: 14/12/2018
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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
  • Data: 03/12/2018
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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
  • Data: 30/11/2018
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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 GUEDES
  • DESEMPENHO DE UM CONTROLE REPETITIVO EM UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE SOB CONDIÇÕES DE DISTORÇÃO
  • Data: 30/10/2018
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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
  • Data: 29/10/2018
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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
  • Data: 31/07/2018
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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
  • Data: 31/07/2018
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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
  • Data: 30/07/2018
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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
  • Data: 30/07/2018
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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
  • Data: 27/07/2018
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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
  • Data: 20/07/2018
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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
  • Data: 19/07/2018
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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
  • Data: 11/07/2018
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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
  • Data: 21/06/2018
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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
  • Data: 30/05/2018
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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
  • Data: 01/03/2018
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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
  • Data: 28/02/2018
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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
  • Data: 27/02/2018
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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
  • Orientador : DARLAN ALEXANDRIA FERNANDES
  • Data: 23/02/2018
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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
  • Data: 22/02/2018
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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
  • Data: 08/02/2018
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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
Descrição
  • 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
  • Data: 07/08/2017
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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
  • Data: 31/07/2017
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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
  • Data: 28/07/2017
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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
  • Data: 24/07/2017
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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
  • Data: 25/05/2017
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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
  • Data: 24/03/2017
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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
  • Data: 24/02/2017
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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
  • Data: 23/02/2017
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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
  • Data: 23/02/2017
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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.
  • ÍTALO ANDRÉ CAVALCANTI DE OLIVEIRA
  • Sistema de Geração Eólica Baseado no Gerador de Indução de Rotor Bobinado Alimentado por Tensões Desequilibradas
  • Data: 23/02/2017
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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
  • Data: 23/02/2017
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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
  • Data: 22/02/2017
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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
Descrição
  • ROMERO ÁLAMO OLIVEIRA DE MEDEIROS
  • PREVISÃO DE DEMANDA NO MÉDIO PRAZO UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
  • Data: 29/07/2016
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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
  • Data: 27/07/2016
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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
  • Data: 27/07/2016
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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
  • Data: 28/06/2016
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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.
  • Data: 29/02/2016
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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
  • Data: 29/02/2016
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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
  • Data: 29/02/2016
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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
  • Data: 26/02/2016
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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.
  • Data: 18/02/2016
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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
Descrição
  • CELSO MACHADO MAIA PADILHA
  • SISTEMA PARA AQUISIÇÃO DE SINAIS DE TENSÃO E CORRENTE PARA CONTROLE DO FLUXO DE POTÊNCIA UTILIZANDO PLATAFORMA BEAGLEBONE BLACK
  • Data: 27/11/2015
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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
  • Data: 30/07/2015
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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
  • Data: 29/07/2015
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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
  • Data: 29/07/2015
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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
  • Data: 24/07/2015
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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
  • Data: 24/07/2015
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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
  • Data: 27/02/2015
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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.
  • Data: 27/02/2015
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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
  • Data: 27/02/2015
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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.
  • Data: 26/02/2015
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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
  • Data: 24/02/2015
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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
  • Data: 10/02/2015
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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
Descrição
  • JULIO CEZAR DE CERQUEIRA VERAS
  • ANÁLISE EXPERIMENTAL DOS EFEITOS DE CICLOS TÉRMICOS EM GERADORES TERMOELÉTRICOS
  • Data: 28/11/2014
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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
  • Data: 29/08/2014
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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
  • Data: 13/05/2014
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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
  • Data: 06/05/2014
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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
  • Data: 29/04/2014
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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
  • Data: 28/02/2014
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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
  • Data: 28/02/2014
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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
  • Data: 26/02/2014
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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
  • Data: 26/02/2014
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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
  • Data: 25/02/2014
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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.
  • Data: 21/02/2014
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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
Descrição
  • JAIRO DIAS INOCENCIO
  • RESTAURADOR DINÂMICO DE TENSÃO SEM SATURAÇÃO NOS TRANSFORMADORES DE CONEXÃO.
  • Data: 22/10/2013
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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 GUIMARAES LIMA
  • UMA APLICAÇÃO BASEADA EM SISTEMAS IMUNOLÓGICOS ARTIFICIAIS PARA DETECÇÃO DE FALHAS EM UMA PLATAFORMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA.
  • Data: 30/08/2013
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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.
  • Data: 25/02/2013
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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.