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Dissertações |
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HUMBERTO PEREIRA DA PAZ
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ESTUDO E IMPLEMENTAÇÃO DE RETIFICADORES DE RADIOFREQUÊNCIA PARA RECTENAS
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Orientador : CARLOS EDUARDO CAPOVILLA
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Data: 30/01/2020
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A colheita de energia de radiofrequência (RF) é uma das subáreas do estudo de fontes de energia ambiente renováveis, destinada a estudar a conversão da energia eletromagnética em elétrica utilizando a junção de antenas e retificadores num dispositivo denominado rectena, possibilitando assim o desenvolvimento de novos circuitos auto-suficientes em energia. Apesar da crescente demanda por estudos de rectenas, poucos trabalhos apresentam alternativas plausíveis de serem aplicadas em situações de baixíssima densidade de potência (µW/cm2 ). Visando preencher esta lacuna, este trabalho versa sobre o estudo de rectenas para aplicações de baixo custo, utilizando a banda ISM de 2,4 GHz com ênfase na tecnologia WiFi como fonte de energia. Neste trabalho, são colocados em foco as topologias de retificadores e as suas características de funcionamento, dando ênfase a níveis de potência inferiores a -10 dBm. Desta forma, dois retificadores série são projetados, montados, e medidos utilizando técnicas de filtragem do sinal de saída com elementos distribuídos e concentrados, além de realizar o casamento de impedância do circuito utilizando micro-linhas num substrato de FR-4. Os resultados descrevem um desempenho do retificador série com capacitância distribuída na saída como o mais eficiente, resultando em uma eficiência de pico de aproximadamente 25% para -20 dBm, enquanto o retificador série com capacitância concentrada apresentou eficiência máxima nesta mesma faixa de potência em torno de 20%.
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A colheita de energia de radiofrequência (RF) é uma das subáreas do estudo de fontes de energia ambiente renováveis, destinada a estudar a conversão da energia eletromagnética em elétrica utilizando a junção de antenas e retificadores num dispositivo denominado rectena, possibilitando assim o desenvolvimento de novos circuitos auto-suficientes em energia. Apesar da crescente demanda por estudos de rectenas, poucos trabalhos apresentam alternativas plausíveis de serem aplicadas em situações de baixíssima densidade de potência (µW/cm2 ). Visando preencher esta lacuna, este trabalho versa sobre o estudo de rectenas para aplicações de baixo custo, utilizando a banda ISM de 2,4 GHz com ênfase na tecnologia WiFi como fonte de energia. Neste trabalho, são colocados em foco as topologias de retificadores e as suas características de funcionamento, dando ênfase a níveis de potência inferiores a -10 dBm. Desta forma, dois retificadores série são projetados, montados, e medidos utilizando técnicas de filtragem do sinal de saída com elementos distribuídos e concentrados, além de realizar o casamento de impedância do circuito utilizando micro-linhas num substrato de FR-4. Os resultados descrevem um desempenho do retificador série com capacitância distribuída na saída como o mais eficiente, resultando em uma eficiência de pico de aproximadamente 25% para -20 dBm, enquanto o retificador série com capacitância concentrada apresentou eficiência máxima nesta mesma faixa de potência em torno de 20%.
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JOSÉ CALIXTO LOPES JÚNIOR
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Análise de Transitórios Eletromecânicos no Sistema Elétrico de Potência com Presença de Fontes Renováveis Considerando Uso de Sistema de Armazenamento de Energia
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Orientador : THALES SOUSA
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Data: 23/04/2020
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As fontes de energia renováveis têm alcançado níveis cada vez mais altos de penetração no sistema elétrico, destacando-se a eólica e a fotovoltaica solar. Diversas são suas vantagens, porém, sua característica estocástica impõe grandes incertezas relacionadas a operação, estabilidade e confiabilidade do sistema. Quando inseridas em grande proporção, fontes alternativas alteram o padrão de comportamento da rede tanto em regime permanente, quanto na ocasião de perturbações. Assim, à medida que cresce o nível de penetração dessas fontes, novos esforços tornam-se necessários para manter o sistema operando dentro dos limites normatizados. Frente a muitas alternativas propostas para favorecer o crescimento ordenado das fontes alternativas, o sistema de armazenamento de energia tem grande importância pois, atua mitigando seus impactos adversos e contribui na estabilização do sistema. Neste contexto, a presente dissertação objetivou realizar um estudo de estabilidade por meio da análise de transitórios eletromecânicos num sistema de transmissão com alta penetração de geração eólica e solar, sendo também projetado um armazenamento de energia com baterias como alternativa para atenuar impactos das flutuações de potência na usina solar. O estudo foi desenvolvido a partir de modelagem computacional considerando simulações no domínio do tempo com o software Matlab® & Simulink® onde casos de estudo variados possibilitaram investigar o comportamento do sistema tanto em operação normal quanto em situações de perturbações. Os resultados permitiram avaliar a robustez e capacidade de estabilidade da rede elétrica e também a atuação do sistema de armazenamento no amortecimento de impactos da geração renovável na rede de transmissão.
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As fontes de energia renováveis têm alcançado níveis cada vez mais altos de penetração no sistema elétrico, destacando-se a eólica e a fotovoltaica solar. Diversas são suas vantagens, porém, sua característica estocástica impõe grandes incertezas relacionadas a operação, estabilidade e confiabilidade do sistema. Quando inseridas em grande proporção, fontes alternativas alteram o padrão de comportamento da rede tanto em regime permanente, quanto na ocasião de perturbações. Assim, à medida que cresce o nível de penetração dessas fontes, novos esforços tornam-se necessários para manter o sistema operando dentro dos limites normatizados. Frente a muitas alternativas propostas para favorecer o crescimento ordenado das fontes alternativas, o sistema de armazenamento de energia tem grande importância pois, atua mitigando seus impactos adversos e contribui na estabilização do sistema. Neste contexto, a presente dissertação objetivou realizar um estudo de estabilidade por meio da análise de transitórios eletromecânicos num sistema de transmissão com alta penetração de geração eólica e solar, sendo também projetado um armazenamento de energia com baterias como alternativa para atenuar impactos das flutuações de potência na usina solar. O estudo foi desenvolvido a partir de modelagem computacional considerando simulações no domínio do tempo com o software Matlab® & Simulink® onde casos de estudo variados possibilitaram investigar o comportamento do sistema tanto em operação normal quanto em situações de perturbações. Os resultados permitiram avaliar a robustez e capacidade de estabilidade da rede elétrica e também a atuação do sistema de armazenamento no amortecimento de impactos da geração renovável na rede de transmissão.
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MARCELO SILVA SOUSA
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SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS NA FORMAÇÃO DA TARIFA DE USO DA TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA: CENÁRIOS PARA PROJEÇÃO TARIFÁRIA EVOLUTIVA NA USINA HIDRELÉTRICA DE SANTO ANTÔNIO
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Orientador : AILTON CONDE JUSSANI
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Data: 15/05/2020
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O Sistema Elétrico Brasileiro é constituído por três pilares do Sistema Interligado Nacional: Geração, Transmissão e Distribuição. O papel fundamental destes pilares constitui-se em garantir o fornecimento de energia elétrica para os consumidores. No Brasil, os custos associados aos serviços de transmissão de energia elétrica - tais como a vida útil das linhas de transmissão; a distância entre os geradores de energia elétrica e, os centros de carga – constituem um desafio para que a energia elétrica seja encaminhada dentro dos parâmetros de qualidade necessários. O investimento previsto é elevado para garantir a manutenção e implantação de equipamentos elétricos, uma vez que o Brasil é um país de dimensões continentais e os consumidores se concentram, em sua maioria, na região litorânea. Dentro deste contexto, o objetivo geral desta pesquisa consistiu na simulação comparativa das tarifas de uso de transmissão, através do Programa Nodal, de valores custeados pela Usina Hidrelétrica de Santo Antônio, localizada no Estado de Rondônia, entre os anos de 2021 a 2030. Objetivos específicos consideraram quatro cenários, de forma que as simulações apresentassem os menores valores de tarifas possíveis nos custos envolvidos na expansão do Sistema de Transmissão do Brasil entre geradores e consumidores. A literatura baseou-se em diretrizes da Agência Nacional de Energia, que permite o rito da expansão das obras do Sistema de Transmissão de Energia Elétrica do Brasil, que observa a evolução do consumo de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional. Quanto aos aspectos metodológicos, desenvolveu-se uma pesquisa exploratória, quantitativa e levantamento de campo com dados primários e secundários no sentido de fornecer informações para o software de simulação de cenários. A pesquisa foi desenvolvida para estudar os efeitos dos processos tarifários na Usina de Santo Antônio, revisando a matriz energética do Brasil e, a estrutura tarifária dos serviços de transmissão de energia elétrica. Através da inserção de dados no Programa Nodal, foram considerados os seguintes cenários para avaliar a evolução das tarifas: Cenário-1 (Considerando as diretrizes do Plano de Expansão Decenal de Energia de 2027); Cenário-2 (Considerando a retirada da Usina Termelétrica Termo Norte II em 2024); Cenário-3 (Considerando o atraso de conclusão da obra da Usina Hidrelétrica de Tabajara, antes prevista para 2025, até 2027) e; Cenário-4 (Combinação da retirada da termelétrica e o atraso da Tabajara). A importância desta pesquisa deve-se pela apresentação do posicionamento da Usina de Santo Antônio, do ponto de vista operacional, quanto regulatório, por parte da Agência Reguladora, visando a minimização do custo e otimização do despacho de potência, reduzindo perdas na transmissão da energia elétrica.
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O Sistema Elétrico Brasileiro é constituído por três pilares do Sistema Interligado Nacional: Geração, Transmissão e Distribuição. O papel fundamental destes pilares constitui-se em garantir o fornecimento de energia elétrica para os consumidores. No Brasil, os custos associados aos serviços de transmissão de energia elétrica - tais como a vida útil das linhas de transmissão; a distância entre os geradores de energia elétrica e, os centros de carga – constituem um desafio para que a energia elétrica seja encaminhada dentro dos parâmetros de qualidade necessários. O investimento previsto é elevado para garantir a manutenção e implantação de equipamentos elétricos, uma vez que o Brasil é um país de dimensões continentais e os consumidores se concentram, em sua maioria, na região litorânea. Dentro deste contexto, o objetivo geral desta pesquisa consistiu na simulação comparativa das tarifas de uso de transmissão, através do Programa Nodal, de valores custeados pela Usina Hidrelétrica de Santo Antônio, localizada no Estado de Rondônia, entre os anos de 2021 a 2030. Objetivos específicos consideraram quatro cenários, de forma que as simulações apresentassem os menores valores de tarifas possíveis nos custos envolvidos na expansão do Sistema de Transmissão do Brasil entre geradores e consumidores. A literatura baseou-se em diretrizes da Agência Nacional de Energia, que permite o rito da expansão das obras do Sistema de Transmissão de Energia Elétrica do Brasil, que observa a evolução do consumo de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional. Quanto aos aspectos metodológicos, desenvolveu-se uma pesquisa exploratória, quantitativa e levantamento de campo com dados primários e secundários no sentido de fornecer informações para o software de simulação de cenários. A pesquisa foi desenvolvida para estudar os efeitos dos processos tarifários na Usina de Santo Antônio, revisando a matriz energética do Brasil e, a estrutura tarifária dos serviços de transmissão de energia elétrica. Através da inserção de dados no Programa Nodal, foram considerados os seguintes cenários para avaliar a evolução das tarifas: Cenário-1 (Considerando as diretrizes do Plano de Expansão Decenal de Energia de 2027); Cenário-2 (Considerando a retirada da Usina Termelétrica Termo Norte II em 2024); Cenário-3 (Considerando o atraso de conclusão da obra da Usina Hidrelétrica de Tabajara, antes prevista para 2025, até 2027) e; Cenário-4 (Combinação da retirada da termelétrica e o atraso da Tabajara). A importância desta pesquisa deve-se pela apresentação do posicionamento da Usina de Santo Antônio, do ponto de vista operacional, quanto regulatório, por parte da Agência Reguladora, visando a minimização do custo e otimização do despacho de potência, reduzindo perdas na transmissão da energia elétrica.
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CICERO AUGUSTO DE SOUZA
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ANÁLISE DE SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO CONSIDERANDO GERAÇÃO FOTOVOLTAICA COM CONTROLE ÓTIMO DO FATOR DE POTÊNCIA DO INVERSOR
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Orientador : EDMARCIO ANTONIO BELATI
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Data: 09/06/2020
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Sistemas de Geração Distribuída (GD) são muito convenientes, pois podem retardar ou até mesmo evitar investimentos com reforços nas redes de distribuição. Porém, os impactos do aumento da GD devem ser levados em consideração pelas empresas distribuidoras de energia elétrica e órgãos reguladores, tanto na operação como no planejamento do sistema. Em especial, a Geração Solar Fotovoltaica, que vem crescendo de forma exponencial e o sol, sua fonte primária, é abundante em todo o planeta, o que favorece a sua utilização. Devido a esse grande aumento, é importante uma atenção especial em relação as perdas técnicas e os níveis de tensão da rede, ou seja, buscar uma operação econômica e segura. Os inversores dos módulos fotovoltaicos podem operar dentro de uma faixa de fator de potência (fp), injetando ou absorvendo potência reativa, que ajustado de forma adequada pode contribuir com o desempenho da rede. Assim, o ajuste ótimo do fp de um inversor ou conjunto de inversores solares das barras/nós da rede, colabora para uma operação econômica e segura. A rede de distribuição foi modelada como um problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) mutiperíodo com objetivo de minimizar as perdas ativas, sujeito as restrições operacionais da rede, variações horárias das cargas e de disponibilidade de potência dos inversores fotovoltaicos. A solução do problema aponta para o ajuste ótimo dos fp dos inversores durante um período. A modelagem foi desenvolvida em AMPL e a solução obtida com o auxílio do solucionador Knitro. O algoritmo foi testado nos sistemas de distribuição de 10 e 34 barras operando com diversas configurações da geração fotovoltaica. O controle ótimo dos fp dos inversores, quando comparando com o sistema operando com fp unitário, apresentou uma redução de até 15,97% nas perdas técnicas e consequentemente uma melhora do perfil de tensão do sistema.
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Sistemas de Geração Distribuída (GD) são muito convenientes, pois podem retardar ou até mesmo evitar investimentos com reforços nas redes de distribuição. Porém, os impactos do aumento da GD devem ser levados em consideração pelas empresas distribuidoras de energia elétrica e órgãos reguladores, tanto na operação como no planejamento do sistema. Em especial, a Geração Solar Fotovoltaica, que vem crescendo de forma exponencial e o sol, sua fonte primária, é abundante em todo o planeta, o que favorece a sua utilização. Devido a esse grande aumento, é importante uma atenção especial em relação as perdas técnicas e os níveis de tensão da rede, ou seja, buscar uma operação econômica e segura. Os inversores dos módulos fotovoltaicos podem operar dentro de uma faixa de fator de potência (fp), injetando ou absorvendo potência reativa, que ajustado de forma adequada pode contribuir com o desempenho da rede. Assim, o ajuste ótimo do fp de um inversor ou conjunto de inversores solares das barras/nós da rede, colabora para uma operação econômica e segura. A rede de distribuição foi modelada como um problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) mutiperíodo com objetivo de minimizar as perdas ativas, sujeito as restrições operacionais da rede, variações horárias das cargas e de disponibilidade de potência dos inversores fotovoltaicos. A solução do problema aponta para o ajuste ótimo dos fp dos inversores durante um período. A modelagem foi desenvolvida em AMPL e a solução obtida com o auxílio do solucionador Knitro. O algoritmo foi testado nos sistemas de distribuição de 10 e 34 barras operando com diversas configurações da geração fotovoltaica. O controle ótimo dos fp dos inversores, quando comparando com o sistema operando com fp unitário, apresentou uma redução de até 15,97% nas perdas técnicas e consequentemente uma melhora do perfil de tensão do sistema.
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LUCAS ROMERO FREITAS
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AVALIAÇÃO DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO HÍBRIDO PARA APLICAÇÃO EM REDES INTELIGENTES DE ENERGIA ELÉTRICA
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Orientador : THALES SOUSA
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Data: 19/08/2020
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As redes inteligentes de energia - Smart Grids - têm cada vez mais se tornado uma realidade no Brasil e no Mundo. Para tanto, diversos dispositivos têm sido instalados e distribuídos ao longo da rede elétrica, em aplicações críticas ou não, com objetivo de informar as utilities ou clientes sobre o atual estado da rede ou também sobre o estado dos equipamentos instalados. Devido a esta transformação tecnológica das redes elétricas, uma ampla gama de funcionalidades, técnicas, capacidades de implantação integradas a uma solução completa e coesa, suportada por uma abordagem de escalabilidade, interoperabilidade e adaptabilidade tem sido amplamente estudada. Neste sentido, o presente trabalho propôs a avaliação de uma placa de comunicação híbrida considerando as melhores práticas observadas na literatura. Neste sentido, a partir de testes em laboratório, a placa foi instalada em campo permitindo uma análise do desempenho real a partir de diferentes cenários propostos.
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As redes inteligentes de energia - Smart Grids - têm cada vez mais se tornado uma realidade no Brasil e no Mundo. Para tanto, diversos dispositivos têm sido instalados e distribuídos ao longo da rede elétrica, em aplicações críticas ou não, com objetivo de informar as utilities ou clientes sobre o atual estado da rede ou também sobre o estado dos equipamentos instalados. Devido a esta transformação tecnológica das redes elétricas, uma ampla gama de funcionalidades, técnicas, capacidades de implantação integradas a uma solução completa e coesa, suportada por uma abordagem de escalabilidade, interoperabilidade e adaptabilidade tem sido amplamente estudada. Neste sentido, o presente trabalho propôs a avaliação de uma placa de comunicação híbrida considerando as melhores práticas observadas na literatura. Neste sentido, a partir de testes em laboratório, a placa foi instalada em campo permitindo uma análise do desempenho real a partir de diferentes cenários propostos.
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DIEGO JOSE DA SILVA
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ALOCAÇÃO ÓTIMA DE BANCO DE CAPACITORES EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO UTILIZANDO UM ALGORITMO HÍBRIDO
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Orientador : EDMARCIO ANTONIO BELATI
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Data: 27/11/2020
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O sistema elétrico de potência é dividido em três grandes seguimentos: geração; transmissão; e distribuição de energia elétrica. A grande parte da energia gerada é transportada pelas redes de transmissão e entregue as distribuidoras de energia que são encarregadas de levar a energia aos consumidores. As maiores perdas elétricas do sistema, comumente dividida em perdas técnicas e comerciais, ocorrem nas redes de distribuição. As perdas técnicas podem ser minimizadas por meio da alocação ótima de bancos de capacitores (BCs), que também contribuem com o controle do perfil de tensão. A alocação ótima de BCs nos sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em definir a quantidade de BCs, a capacidade de cada um e o local a ser instalado, buscando minimizar as perdas técnicas e o investimento. O problema comumente é formulado como um problema de programação não linear inteiro misto (PNLIM) e está sujeito às seguintes restrições: balanço das potências na rede; limite de tensão nos nós da rede, e limites das correntes nas linhas, entre outras. O problema tem sido resolvido por diversas técnicas de otimização, que englobam técnicas exatas e aproximadas. O presente trabalho propõe a aplicação conjunta de uma técnica bio-inspirada baseada na polinização das flores, do inglês Flower Pollination Algorithm (FPA) e de um algoritmo de Busca Exaustiva Limitada (BE) na resolução do problema. No processo iterativo, o FPA aponta as barras candidatas à alocação dos BCs e a BE determina as respectivas capacidades de cada BC. A metodologia foi implementada em ambiente MATLAB R . O FPA-BE foi aplicado em redes de distribuição disponíveis na literatura e apresentou ótimos resultados, como a minimização de perdas ativas, melhoria no perfil de tensão e economia de energia quando comparado com outras metodologias.
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O sistema elétrico de potência é dividido em três grandes seguimentos: geração; transmissão; e distribuição de energia elétrica. A grande parte da energia gerada é transportada pelas redes de transmissão e entregue as distribuidoras de energia que são encarregadas de levar a energia aos consumidores. As maiores perdas elétricas do sistema, comumente dividida em perdas técnicas e comerciais, ocorrem nas redes de distribuição. As perdas técnicas podem ser minimizadas por meio da alocação ótima de bancos de capacitores (BCs), que também contribuem com o controle do perfil de tensão. A alocação ótima de BCs nos sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em definir a quantidade de BCs, a capacidade de cada um e o local a ser instalado, buscando minimizar as perdas técnicas e o investimento. O problema comumente é formulado como um problema de programação não linear inteiro misto (PNLIM) e está sujeito às seguintes restrições: balanço das potências na rede; limite de tensão nos nós da rede, e limites das correntes nas linhas, entre outras. O problema tem sido resolvido por diversas técnicas de otimização, que englobam técnicas exatas e aproximadas. O presente trabalho propõe a aplicação conjunta de uma técnica bio-inspirada baseada na polinização das flores, do inglês Flower Pollination Algorithm (FPA) e de um algoritmo de Busca Exaustiva Limitada (BE) na resolução do problema. No processo iterativo, o FPA aponta as barras candidatas à alocação dos BCs e a BE determina as respectivas capacidades de cada BC. A metodologia foi implementada em ambiente MATLAB R . O FPA-BE foi aplicado em redes de distribuição disponíveis na literatura e apresentou ótimos resultados, como a minimização de perdas ativas, melhoria no perfil de tensão e economia de energia quando comparado com outras metodologias.
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RODRIGO ZAMBRANA VARGAS
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ESTUDO DA INTEGRAÇÃO DO SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA COM A GERAÇÃO EÓLICA PARA SUPORTE DE FREQUÊNCIA DE UMA MICRORREDE
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Orientador : JOSE LUIS AZCUE PUMA
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Data: 09/12/2020
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Com o aumento significativo da inserção de turbinas eólicas no sistema elétrico, a inércia global do sistema é reduzida resultando em perda da capacidade do mesmo em oferecer suporte de frequência. Isso ocorre pois é comum o emprego de turbinas eólicas de velocidade variável, baseados no gerador de indução duplamente alimentado (DFIG), que se acoplam à rede elétrica por meio de conversores eletrônicos, que não possuem as mesmas características dos geradores síncronos. Assim, neste trabalho é proposto o emprego do Sistema de Armazenamento de energia à Baterias (BESS) associado ao DFIG de maneira a fornecer suporte à frequência. Além disso, foi desenvolvida uma estratégia de controle, sendo considerados fatores como limitações da corrente de operação dentro dos limites do BESS. Simulações no domínio do tempo foram propostas para estudar um sistema de distribuição contendo uma turbina eólica baseado no DFIG, mostrando as vantagens do BESS frente a distúrbios de frequência.
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Com o aumento significativo da inserção de turbinas eólicas no sistema elétrico, a inércia global do sistema é reduzida resultando em perda da capacidade do mesmo em oferecer suporte de frequência. Isso ocorre pois é comum o emprego de turbinas eólicas de velocidade variável, baseados no gerador de indução duplamente alimentado (DFIG), que se acoplam à rede elétrica por meio de conversores eletrônicos, que não possuem as mesmas características dos geradores síncronos. Assim, neste trabalho é proposto o emprego do Sistema de Armazenamento de energia à Baterias (BESS) associado ao DFIG de maneira a fornecer suporte à frequência. Além disso, foi desenvolvida uma estratégia de controle, sendo considerados fatores como limitações da corrente de operação dentro dos limites do BESS. Simulações no domínio do tempo foram propostas para estudar um sistema de distribuição contendo uma turbina eólica baseado no DFIG, mostrando as vantagens do BESS frente a distúrbios de frequência.
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RICARDO QUEIROZ MARTINS
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Aplicação de Estruturas Metamateriais em Antenas e Rectenas Planares
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Orientador : CARLOS EDUARDO CAPOVILLA
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Data: 16/12/2020
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Este trabalho apresenta o projeto, fabricação e análise de antenas planares de baixo com uso de células metamateriais, visando alterar as suas características operacionais. As antenas planares normalmente são compactas, o que facilita a fabricação e integração, entretanto, possuem alguns limitantes como baixo ou moderado ganho e consideráveis perdas em certas frequências. Dessa maneira, o uso de antenas planares em conjunto com estruturas de metamateriais possibilita contornar algumas das limitações apresentadas, de modo a melhorar o desempenho das antenas. Nesse trabalho serão analisadas duas topologias distintas de antenas planares, a quasi-Yagi e a Planar Inverted-F Antenna (PIFA). A grande quantidade de dispositivos e padrões diferentes operando na faixa Industrial, Scientific, and Medical (ISM) de 2,4 GHz levou a escolha dessa como faixa central de projeto, vislumbrando, adicionalmente, que à onipresença de energia eletromagnética neste espectro de frequência, acaba sendo bastante atraente para aplicações de Radiofrequency Energy Harvesting (RFEH), cujas implementações das topologias analisadas como rectenas também são exploradas.
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Este trabalho apresenta o projeto, fabricação e análise de antenas planares de baixo com uso de células metamateriais, visando alterar as suas características operacionais. As antenas planares normalmente são compactas, o que facilita a fabricação e integração, entretanto, possuem alguns limitantes como baixo ou moderado ganho e consideráveis perdas em certas frequências. Dessa maneira, o uso de antenas planares em conjunto com estruturas de metamateriais possibilita contornar algumas das limitações apresentadas, de modo a melhorar o desempenho das antenas. Nesse trabalho serão analisadas duas topologias distintas de antenas planares, a quasi-Yagi e a Planar Inverted-F Antenna (PIFA). A grande quantidade de dispositivos e padrões diferentes operando na faixa Industrial, Scientific, and Medical (ISM) de 2,4 GHz levou a escolha dessa como faixa central de projeto, vislumbrando, adicionalmente, que à onipresença de energia eletromagnética neste espectro de frequência, acaba sendo bastante atraente para aplicações de Radiofrequency Energy Harvesting (RFEH), cujas implementações das topologias analisadas como rectenas também são exploradas.
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