ISEP - DM – Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia
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Browsing ISEP - DM – Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia by advisor "Azevedo, Filipe Miguel Tavares de"
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- Análise ao Sistema de Alimentação de Tração Elétrica (1x25 kV - Rede convencional, 2x25 kV –Rede convencional + Alta velocidade)Publication . Pereira, Rui de Carvalho Costa; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deO transporte ferroviário é um meio de transporte em que o meio de deslocamento ocorre por meio de vias férreas, transportando, entre outros, pessoas e cargas. Este meio de transporte é um dos mais antigos e a sua origem está ligada directamente com a Primeira Revolução Industrial, acontecimento histórico que sucedeu na Europa no final do século XVIII e início do século XIX. Uma rede ferroviária é um sistema único no ponto de vista do uso de tração elétrica assim como no modo que se insere na sociedade por ser um meio de transporte seguro, rápido e bastante utilizado pela população. As redes de alimentação de energia (transporte e distribuição) e a rede de alta velocidade ditaram novas soluções para a alimentação elétrica ferroviária contribuindo para a sua evolução técnica, na segurança e também na compatibilidade eletromagnética no sentido de se estabelecerem critérios de controlo e prevenção dos efeitos indesejáveis provocados pela interferência magnética. O presente trabalho tem por objetivo analisar e estudar tecnicamente como se comportam as redes que alimentam os veículos de tração elétrica desde as subestações até à alimentação das locomotivas. Dada a complexidade da sua análise torna-se necessário o recurso a ferramentas de simulação mais ou menos complexas. No presente trabalho recorreu-se ao MATLABTM, nomeadamente, ao MATLABTM/Simulink. Foram analisadas as principais grandezas elétricas em cenários distintos para os sistemas de alimentação da catenária de 1x25 kV e 2x25 kV.
- Aplicação da tecnologia blockchain nos sistemas elétricos de energiaPublication . Cardoso, Luís Miguel Cunha; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deO sistema energético foi originalmente desenvolvido com base na produção de energia centralizada, transporte, distribuição e consumo, cujos interesses dos consumidores são representados pelos fornecedores de energia e pelos operadores de sistemas de distribuição. No entanto, o paradigma está em constante mudança. A participação das energias renováveis está a crescer e os consumidores estão cada vez mais envolvidos na produção de energia. Como resultado, a parcela das fontes de energia intermitente aumenta, assim como a necessidade de flexibilidade da rede. Devido à flexibilidade necessária para o fornecimento de energia, as tecnologias digitais para a comunicação entre dispositivos, produtores e consumidores de energia elétrica, terão de ser desenvolvidas. Isso ajudará a equilibrar a produção e o consumo, sem custos elevados e sem complicações para os consumidores. A blockchain é uma das tecnologias que potencialmente poderá servir de solução para a operação dos mercados de energia. A blockchain permite transações diretas e confiáveis de ativos, sem a necessidade de um intermediário ou instituição central no controlo. A aplicação desta tecnologia nos sistemas elétricos de energia (SEE) poderá levar à desintermediação do mesmo. Atualmente, o sistema do mercado de energia integra diversos intermediários. A utilização da tecnologia blockchain poderá levar à remoção, mudança ou criação de novos intermediários, de novos relacionamentos e de novas interdependências. Os contadores inteligentes e os contratos inteligentes poderão ter impactos significativos no mercado de energia. Os contadores inteligentes já começam a ser comuns ao público, permitindo a automatização do registo do fluxo de energia num determinado ponto da rede. Os contratos inteligentes permitem que cláusulas previamente estabelecidas sejam automaticamente cumpridas, e a blockchain permite que isso seja feito peer-to-peer (P2P). Assim, sem uma autoridade central, o uso de contratos e contadores inteligentes juntamente com a blockchain garantem a automação das transações com um nível de segurança elevado. No sector da energia ainda não são claros os benefícios da implementação desta tecnologia, mas podemos prever que o impacto a nível da redução de custos pode ser bastante significativo. O mercado de medição também poderá vir a ser profundamente afetado, uma vez que deixarão de ser necessários intermediários para agregar e transmitir os dados sobre geração e consumo. Claramente, toda a eletricidade pode ser liquidada de forma muito precisa a preços variáveis em curtos períodos. A blockchain pode então abrir caminho para um sistema de energia completamente descentralizado e automatizado. As funções do fornecedor de energia, do operador de mercado, do fornecedor independente de serviços e da mobilidade elétrica, bem como dos agregadores de dados poderão ser diretamente substituídas por uma aplicação baseada na tecnologia blockchain. Com a aplicação desta nos SEE a diversidade de papéis diminui, bem como o número de entidades necessárias no processo de compra e venda de energia. Há um longo caminho a percorrer antes que a tecnologia blockchain possa ser usada da maneira apresentada, existem ainda muitas incertezas, problemas e dificuldades que precisam de ser resolvidos. No entanto, quando nos concentramos nas possibilidades que esta tecnologia poderá teoricamente fornecer, podemos concluir que esta tem o potencial tecnológico de, pelo menos, transformar o ecossistema energético, de ser um futuro concorrente de organizações e mercados energéticos, bem como, o potencial de mudar a totalidade do ecossistema de negócios da indústria da energia. Como resultado, o futuro de múltiplas funções no ecossistema de energia atual torna-se questionável. A blockchain, para além de ser usada para executar transações de fornecimento de energia, poderia também servir de base para processos de medição, cobrança e verificação. Outras possíveis áreas de aplicação são na documentação de propriedade, na gestão de ativos, garantias de origem, emissão de subsídios e energia renovável certificada. A tecnologia blockchain tem o potencial para mudar radicalmente a energia como a vemos, começando por sectores individuais e transformando finalmente o mercado de energia.
- Dimensionamento de proteções em subestações móveisPublication . Silva, Bruno Renato Oliveira; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deA presente dissertação é realizada no âmbito do Mestrado em Engenharia Eletrotécnica Sistemas Elétricos de Energia, com a colaboração da empresa Efacec - Máquinas e Equipamentos Elétricos, localizada em São Mamede de Infesta, Porto. As subestações móveis são instalações elétricas desenvolvidas para serem inseridas na rede de distribuição de energia, essencialmente aquando da necessidade de manutenção de infraestruturas fixas da rede, desempenhando um papel de caráter temporário, porém essencial para manter a continuidade de serviço e fiabilidade. Realizar o estudo para a determinação de quais as proteções a utilizar e o seu correto dimensionamento pode se tornar uma tarefa bastante demorada e complexa, pois requer a análise de várias grandezas como a tensão, potência, correntes de curto-circuito trifásicas, monofásicas, tempo de atuação das proteções e distâncias mínimas de isolamento. Assim, para garantir a fiabilidade e segurança de escolha dos equipamentos a selecionar torna-se necessário a realização de um dimensionamento adequado, rápido e o mais customizado possível para que vá ao encontro com as características pretendidas pelos clientes. A solução encontrada foi a realização de uma aplicação computacional, desenvolvida em Microsoft Excel, possuindo um conjunto de algoritmos que com a introdução de alguns dados iniciais, realize o dimensionamento adequado e o apresente de um modo expedito. O desenvolvimento da aplicação informática pretende dotar o utilizador de um conjunto de dados fundamentados que permitam a adequada escolha da proteção a aplicar. A aplicação em causa estará descrita ao longo da dissertação. Nesta dissertação encontram-se descritas as principais características das subestações móveis, nomeadamente como podem ser classificadas e os seus principais constituintes, os cálculos necessários para termos o correto dimensionamento das principais proteções e detalhadas as características da aplicação computacional criada. Para concluir a dissertação, serão apresentados alguns casos de estudo que demonstrem como a aplicação criada consegue solucionar o problema em questão.
- Estudo da viabilidade económica e da instalação de unidades de autoprodução de energia elétrica e/ou térmica numa tanoariaPublication . Adrego, Miguel Silva; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deO crescente consumo das várias formas de energia, a escassez de recursos fósseis e o aquecimento global causado pelas emissões de gases de efeito estufa, conduziram a uma forte aposta em fontes de energia diferentes das convencionais para atender às necessidades energéticas. Conjugando as necessidades e objetivos não só a nível europeu como ao nível global como é o exemplo do acordo de Paris, enfrentamos neste momento o período que atualmente é apelidado de situação emergência climática, em que verifica-se o crescimento constante de soluções viáveis para a diminuição da pegada ecológica, sabendo de antemão que um dos setores que mais afeta a pegada de carbono em Portugal é a produção de energia elétrica, sendo este setor o principal emissor de gases com efeito de estufa, a partir do carvão e da refinação do petróleo. Em 2014, Portugal publicou a atual legislação sobre o autoconsumo, através do decreto-lei 153/2014, de 20 de Outubro de 2014, incentivando a autoprodução a partir de energias renováveis e, consequentemente, a diminuição na compra de eletricidade à rede. O autoconsumo é um modelo de produção de energia elétrica descentralizado em que a energia elétrica produzida satisfaz parcialmente as necessidades do consumidor. É neste contexto que será efetuado um estudo sobre a viabilidade económica de instalação de unidades de produção renováveis de energia elétrica e/ou térmica de uma unidade industrial. Esta instalação visa aproveitar os resíduos fruto da atividade industrial dessa unidade industrial, para a produção da energia elétrica e/ou térmica e tirar partido da localização geográfica da mesma. O principal objetivo deste estudo visa definir uma estratégia para a aplicação das energias renováveis na unidade industrial, em que irá ser elaborado um levantamento da possibilidade de implementar determinada fonte de energia renovável na unidade industrial em estudo, verificando a sua viabilidade construtiva, energética e financeira.
- Estudo de desenvolvimento de uma plataforma omnicanal de suporte a clientePublication . Barata, João António Moreira Matos; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deA evolução da tecnologia e a digitalização possibilitou a disponibilização de novos canais, mudando a experiência que os clientes têm no contato com os prestadores de serviços. A pesquisa mostra que esses canais não devem apenas existir, mas também ser integrados para proporcionar uma experiência coerente para o cliente. Transitar de uma perspetiva multicanal para uma perspetiva ominicanal implica que cada interação se torne uma extensão perfeita da sua interação anterior, permitindo que a jornada de cada cliente continue de onde parou. A experiência de cliente no contato com o prestador de serviços cada vez mais é um ponto de diferenciação entre empresas que prestam serviços a clientes. O objetivo deste projeto foi a implementação do contexto omnicanal na organização e melhoria do suporte ao cliente. O caminho proposto foi o estudo do desenvolvimento e implementação de uma plataforma online, omnicanal de suporte ao cliente, de modo a agrupar os canais num só ponto e continuar o plano de digitalização dos processos da unidade. Para além de ser fundamental na transição de multicanal para omnicanal esta plataforma, também pretende melhorar o suporte ao cliente durante a prestação de serviços. Durante a primeira fase desta pesquisa foram realizadas várias entrevistas, questionários e reuniões internas com os departamentos de gestão de projeto, comercial e de tecnologia de informação para identificação dos problemas atuais da estrutura no contato ao cliente e na definição da estratégia de digitalização da organização. Concluiu-se que a forma de melhorar a experiência do cliente no contato com a unidade, assim como também tornar a unidade mais focada no cliente, foi a criação de uma plataforma online omnicanal. Seguidamente, foram realizados entrevistas e questionários aos clientes de modo a entender a perspetiva do cliente relativamente à sua experiência no contato com a unidade durante a prestação de serviços, suportar a criação da plataforma e definir as funcionalidades que consideram mais importantes e vantajosas. Os seus resultados forneceram a informação necessária para projetar a plataforma de modo a adaptar-se às necessidades dos clientes e a integrar-se na estrutura de processos da unidade. Isto permitiu definir requisitos, funcionais e não funcionais que a plataforma deverá incluir de modo a satisfazer o seu intuito. Os passos apresentados no método de multinível service design foram seguidos para projetar como a plataforma se deve integrar na estrutura organizativa da unidade e com outros sistemas informáticos existentes. Por último, foi apresentado um plano de como a plataforma deverá ser desenvolvida e implementada e a estratégia de lançamento necessária para assegurar o seu sucesso na sua adoção, quer por parte dos clientes, quer internamente, por parte dos colaboradores da Efacec que vão operar a plataforma. Também foi realizada a análise de mercado dos potenciais softwares que poderão criar a plataforma indicada, onde foi realizado uma matriz de comparação de software.
- Estudo do impacto das energias renováveis no OMIEPublication . Rocha, Filipe José Oliveira da; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deAs energias renováveis têm tido uma posição cada vez mais influente na satisfação de consumo das sociedades atuais. O aumento do interesse em proteger o meio ambiente, diminuindo a poluição ambiental e a dependência dos combustíveis fósseis veio possibilitar o surgimento de novas formas, e menos poluentes, de produção de energia elétrica, que tentam combater as energias provenientes dos combustíveis fósseis. Esta nova forma de produção de energia elétrica releva-se nas sociedades atuais. É cada vez mais uma alternativa à utilização dos combustíveis fósseis. Estas energias derivam, essencialmente, de recursos inesgotáveis presentes no meio ambiente, como o sol, a água e o vento e, por isso, há necessidade de obter boas previsões meteorológicas para uma produção rentável e fiável a longo prazo. Estas energias estão cada vez mais disseminadas nas mais variadas formas de transação de energia, nomeadamente nos mercados de energia. Apesar de possuírem, ainda, dificuldades na sua produção, comparativamente às energias mais tradicionais, devido ao seu preço e dimensões de instalação, estas tendem a ter cada vez mais influência nos mercados de energia elétrica. O seu impacto no meio ambiente, apesar de existir, não possui a dimensão das unidades de produção de energia que recorrem a combustíveis fósseis. Atualmente, as energias renováveis possuem uma cota considerável no consumo de energia elétrica das sociedades modernas, e com tendência para crescer. O que se traduz numa crescente influência na formação do preço nos mercados de energia elétrica. Assim, a presente dissertação visa estudar o impacto da produção de energias renováveis no consumo e na formação do preço nos mercados de energia elétrica, em particular no Mercado Ibérico de Energia (OMIE). Para atingir tal objetivo, analisa-se a influência das condições meteorológicas.
- Estudo e análise do impacto do sistema de alimentação de tração elétrica (1x25kV - rede convencional, 2x25kV - rede convencional + alta velocidade) na rede de transmissãoPublication . Silva, Nelson Daniel Cunha da; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deA rede de transporte ferroviária é um meio de transporte seguro, rápido e bastante utilizado pela população. Este facto fez com que os sistemas elétricos de tração tivessem uma grande evolução ao longo dos últimos anos nomeadamente, ao nível da alta velocidade. Por essa razão, é pertinente uma análise cuidada do impacto destes sistemas na rede de transporte. Neste trabalho é efetuado um pequeno resumo sobre os sistemas elétricos de tração desde as subestações até à alimentação das locomotivas. Aborda-se também a rede de transporte que se encontra a montante do sistema de tração que sofre perturbações provocadas pelos sistemas de tração. Por último realizou-se uma análise do impacto do sistema de tração na rede de transporte recorrendo à simulação no MATLABTM/Simulink. Analisou-se um conjunto de grandezas elétricas para diversos cenários, considerando a alimentação da catenária a 1x25 kV e 2x25 kV.
- Estudo e Coordenação das Principais Protecções Eléctricas de Geradores e Transformadores de uma Central de CogeraçãoPublication . Resende, Ivo Jorge Marques; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deO Sector eléctrico possui uma grande importância nas sociedades modernas. Dados os elevados custos de produção de energia e o grande impacto que esta tem na nossa economia e na sociedade, em geral, a utilização mais eficiente da energia é um factor fulcral. Com a evolução da electrónica e consequente aumento das capacidades dos computadores, as protecções eléctricas são cada vez mais eficazes e com índices de fiabilidade mais elevados, algo muito importante em instalações de elevado custo de investimento e manutenção. No entanto, o seu bom funcionamento está dependente do correcto dimensionamento das protecções e de uma análise técnica capaz de prever necessidades futuras. Após uma breve introdução no capítulo 1 é efectuado no capítulo 2 um breve estudo de protecções eléctricas e o seu estado de arte. Nos Capítulos 3 e 4 é efectuado o dimensionamento e estudo da selectividade das protecções de grupo de Alternador e Transformador escolhidos para a nova central de cogeração da refinaria de Matosinhos da Galp. No presente estudo foram apenas consideradas as protecções típicas de alternador e apenas a protecção diferencial do transformador. Todas as protecções foram dimensionadas com base no tutorial de protecções de geradores do IEE e com informação referente ao manual de instruções do relé G60 da GE industrial systems, o DTP-B da GE multilin e o ELIN Power Plant Automation. No Capítulo 5 é demonstrada a importância da análise Safety Instruments Systems (SIS), o seu modo de aplicação e necessidade de implementação em locais industriais como o caso em estudo. Por último, é efectuado um pequeno estudo económico onde é efectuada a comparação dos custos dos diversos equipamentos, protecções e manutenções efectuadas.
- Estudo e parametrização das principais proteções elétricas de geradores e transformadores de grupo de uma central hidroelétricaPublication . Mandim, Ana Cristina Coelho; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deNesta dissertação, é realizado o estudo e parametrização dos relés de proteção para geradores e transformadores de grupo de uma central hidroelétrica. É efetuada, também, uma breve abordagem à manutenção e ensaio dos respetivos relés. No fornecimento de Energia Elétrica aos seus consumidores, deve-se ter em consideração todo o funcionamento do Sistema Elétrico de Energia (SEE). Como os SEE são projetados para gerar energia elétrica para responder à carga, é necessário garantir que este assegure o fornecimento de energia elétrica com elevados padrões de qualidade e continuidade de serviço. Assim, as proteções revelam, um papel fulcral na garantia da continuidade de serviço. As proteções são constituídas por equipamentos de proteção nomeadamente, relés de proteção, que são dispositivos cuja função é retirar de serviço os equipamentos em defeito, permitindo que o restante sistema elétrico seja alimentado. Os sistemas de proteção são, assim, de extrema importância, já que têm como função, assegurar, garantir e eliminar anomalias evitando danos nos equipamentos e nos utilizadores/consumidores.
- Gestão do risco em mercados de energia eléctrica recorrendo ao VaR por simulação de Monte CarloPublication . Costa, Manuel Jorge Tavares Vieira da; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deO sector da energia eléctrica está a sofrer a nível mundial um processo de reestruturação e liberalização. Desde o arranque deste processo, no início dos anos 80, esta indústria tem evoluído numa contínua mudança para uma diferente realidade. Aqui, neste extremo sudoeste da Europa, a Península Ibérica, apesar dos obstáculos burocráticos habituais, estamos a dar os primeiros passos firmes para a consolidação do MIBEL. No entanto, a liberalização dos mercados provoca variações de preços, de acordo com a oferta e a procura. Outro desafio, não menor, é a crescente introdução de energias renováveis nas redes, causando perturbações relevantes nos preços. Estas alterações de preços da electricidade, colocam uma nova variável em cima da mesa: o Risco. De modo a extrair do mercado as maiores vantagens possíveis, para produtores e consumidores, torna-se então muito importante avaliar e gerir esse Risco. O objectivo final do presente trabalho é realizar, com meios tão comuns quanto possível, a avaliação e gestão do Risco, de acordo com as regras introduzidas pelas recentes Normas ISO da série 31000. O trabalho está dividido em cinco temas principais: 1. Conceitos básicos para o investimento nos mercados financeiros: • Estratégias, organização, análise de mercado, negociação e contratos; 2. Mercados da energia: • Diferentes produtos, diferentes mercados e diferentes regras; 3. MIBEL: • Regras e Legislação; 4. Risco: • Técnicas de avaliação, gestão e principais Normativo aplicável: especialmente focado no Value-at-Risk (VaR); 5. Desenvolvimento de ferramenta específica para avaliar e gerir os riscos no MIBEL: • Utilizando o VaR por Simulação de Monte Carlo, complementada com Testes de Stress, apresentando resultados e algumas propostas para trabalhos futuros. A ferramenta funciona num computador portátil comum, com recurso ao Microsoft Excel e VBA, em ambiente Windows. Com uma entrada de dados bastante personalizável e muito detalhada, essa ferramenta utiliza duas metodologias para avaliação de Risco. Essa personalização está relacionada com os dados históricos a considerar pelas metodologias e com uma configuração especializada para a Simulação de Monte Carlo. Os resultados são muito específicos, de acordo com os dados de entrada, e a ferramenta apresenta opções para a gestão de Risco, seguindo os métodos de VaR e Testes de Stress. Os dois métodos de avaliação de Risco seleccionados complementam-se muito bem, pois cada um deles capta cenários de risco diferentes. Por isso, a combinação dos resultados permite obter boas soluções. A ferramenta desenvolvida apresenta resultados interessantes e permite ao utilizador encontrar facilmente boas oportunidades, com margens consideráveis nas negociações.