Contribution for the Study of the Integration of Inductive Superconducting Fault Current Limiters in Electrical Distribution Grids

A wider adoption of distributed generation sources and an increased interconnection of networks tend to increase the complexity of electric power grids, thus causing a surge in failures, especially short-circuits. The conventional solution against short-circuit currents, for example, the construction of new substations, splitting of busbars, even updating the technology of the existing current limiters may prove either economically or technically unfeasible. Fault current limiters, mainly the superconducting fault current limiters, have already demonstrated their viability in electric power grids. Fault current limiter devices at normal operation are invisible to the grid, acting almost instantly upon a fault, returning to their normal state upon its correction. To disseminate these technologies, the development of straightforward design tools is required. These tools must consider the properties of the available constitutive elements of the devices. Behind these design tools, the integrity of the fault current limiter should be assured during its operation. Problems regarding the electrodynamic forces developed under short-circuit events must be properly characterized because they can damage windings, causing device breakage and affecting the power grid. In this thesis, a design methodology that intends to model and optimise saturated cores superconducting fault current limiters is presented. This methodology considers the characteristics of each constitutive element of the limiter while addressing utility requirements and power grid characteristics. Genetic algorithms are used both to optimise the constitutive elements of the limiter and its performance in the power grid. In order to validate the present methodology, a three-phase superconducting fault current limiter is designed/optimised, built and tested. The electrodynamic forces analysis developed in superconducting tapes of an inductive transformer type superconducting fault current limiter, under short-circuit conditions is performed.A crescente adoção de fontes de geração distribuída e o aumento das ligações internas entre redes de energia levou ao aumento da complexidade das redes elétricas, causando um provável aumento do número de falhas, especialmente os curto-circuitos. Soluções convencionais para lidar com curto-circuitos, como por exemplo, a construção de novas subestações, a divisão dos barramentos, ou a atualização tecnológica dos limitadores de corrente existentes, podem se mostrar muito dispendiosas ou tecnicamente inviável. Os limitadores de corrente de defeito, principalmente os dispositivos supercondutores, têm vindo a demostrar a sua viabilidade em redes de energia elétrica. Estes dispositivos são considerados invisíveis para a rede, quando em operação normal. Quando uma falha na rede ocorre, estes agem instantaneamente, retornando ao seu estado normal após a falha terminar. De modo a disseminar estas tecnologias, é necessário o desenvolvimento de ferramentas de projeto e modelação, de fácil uso. Essas ferramentas devem considerar as propriedades dos elementos que constituem os dispositivos de proteção. Por detrás dessas ferramentas de projeto, a integridade do limitador deve ser assegurada durante todo o seu funcionamento. Problemas relacionados com forças eletrodinâmicas desenvolvidas sob eventos de curto-circuito devem ser devidamente caracterizados, pois podem danificar os enrolamentos, e por sua vez o equipamento e afetar a rede elétrica. Nesta tese, é apresentada uma metodologia de projeto, que visa modelar e otimizar limitadores de corrente de defeito supercondutores, do tipo núcleos saturados. Esta metodologia considera as características de cada elemento constitutivo do limitador enquanto aborda os requisitos da concessionária da rede de distribuição de energia e as características da rede elétrica. Algoritmos genéticos são usados para otimizar os o limitador e o seu desempenho na rede elétrica. A fim de validar a metodologia atual, um limitador trifásico é projetado/otimizado, construído e ensaiado. É ainda realizada a análise das forças eletrodinâmicas desenvolvidas em fitas supercondutoras de um limitador de corrente de defeito, do tipo transformador, em condições de curto-circuito

Construção e ensaio de um limitador de corrente supercondutor de núcleos saturados

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresA introdução de novas instalações de produção de energia eléctrica, principalmente de origem renovável e descentralizada, e por um aumento da procura de energia, pode resultar no aumento das correntes de curto-circuito na rede eléctrica e no ultrapassar dos níveis de protecção dos dispositivos de protecção já existentes. As soluções convencionais existentes para a protecção contra as correntes de curto-circuito, como a construção de novas subestações, a divisão de barramentos ou a actualização de disjuntores pode resultar económica ou tecnicamente inviável. Os limitadores de corrente supercondutores podem ser assim economicamente mais competitivos que as soluções convencionais. Estes dispositivos são, em operação normal, invisíveis à rede, actuam de forma quase instantânea em situação de falha e voltam ao estado normal automaticamente após a resolução da falha. O objectivo desta dissertação é projectar, construir e ensaiar um protótipo de um limitador de corrente supercondutor de núcleos saturados, numa rede à escala de laboratório. Pretende-se por fim, analisar o seu desempenho e contribuir para a sua modelização

Produção de Televisão UHD para Eventos em Direto

Embora os formatos de ultra alta definição apresentem um enorme avanço em relação aos formatos de alta definição, o seu aparecimento por ser recente e obrigar a uma remodelação que vai desde a fonte do conteúdo, à cadeia de produção e distribuição, ate à televisão do consumidor final, está a ser explorado num carácter ainda embrionário pelos canais de televisão. Para além disso, a indústria ainda procura as melhores soluções para adaptar estes conteúdos às novas realidades de produção, nomeadamente no que diz respeito ao transporte do vídeo nos formatos de UHD. Com os custos associados às redes de IP de alta velocidade a descerem continuamente, aliado ao facto de permitirem alta escalabilidade e flexibilidade, esta torna-se uma solução atrativa para esse transporte. No entanto, as ferramentas de transporte de vídeo de ultra alta definição sobre IP ainda estão a ser uniformizadas e estudadas para se adaptarem as exigências da atual realidade televisiva, o que torna a sua implementação um desafio

Strategic plan: Juiceologist

The following dissertation aims to elaborate a strategic plan of a new concept of a coffee shop, to implement in Portugal, particularly in the cosmopolitan areas of Cascais / Lisbon and Portugal. The idea of a restaurant / café was inspired by a large chain of cafes called Joe & The Juice with a very differentiated peculiarity of big multinationals like Starbucks, Lavazza and Costa. Juiceologist’ purpose is not only to provide a space to consume the typical products of a café, but it the idea is based on three other services: firstly the supply of healthy products, namely the specialty of a variety of natural, cold pressed juices, with categorized health objectives. Secondly, the setting up of a space for relaxation, culture, study, work or even meetings. Finally, the business proposes to facilitate the integration of students from abroad in our country especially when considered to be the best destinations for exchange programs, Erasmus or any other program of international academic foundation. At a time when the Portuguese economy has slowly begun to rise, among other favourable indicators for the catering market and tourism, this business has a lot of potential to grow and succeed. Like any strategic plan, the text presents a broad market analysis, an extensive and detailed presentation of idea, an internal and competition analysis, a strategic analysis, an implementation of strategy plan, a strategic positioning plan, definition of strategy and finally a conclusionA seguinte tese visa elaborar um plano estratégico de um novo conceito de café / restaurante para implantar em Portugal, nomeadamente nas zonas cosmopolitas de Cascais / Lisboa e Portugal, inspirado numa grande cadeia de cafés chamado Joe & The Juice com uma particularidade bastante diferenciada de grandes multinacionais como Starbucks, Lavazza e a Costa. O Juiceologist não fornece apenas um espaço para se consumir os típicos produtos de um café, esta ideia baseia-se em três serviços: em primeiro lugar o fornecimento de produtos saudáveis, nomeadamente a especialidade de uma variedade de sumos naturais, prensados a frio e categorizados por objetivos de saúde. Em segundo lugar o fornecimento de um espaço de relaxamento, cultura, estudo, trabalho ou até reuniões e por último propõe dinamizar e facilitar a integração de jovens que vem por motivos académicos num dos países considerados como dos um melhores destinos para programas de Intercâmbio, Erasmus ou qualquer outro programa de fundamento académico internacional. Numa altura em que a economia Portuguesa iniciou lentamente a sua ascensão, entre outros indicadores, favoráveis para o mercado de restauração e turismo, este negócio tem bastante potencial para crescer e ter sucesso. Como qualquer plano estratégico, o texto apresenta uma ampla análise de mercado, uma extensa e detalhada apresentação de ideia, uma análise interna e de concorrência, uma análise estratégica, de implementação de estratégia, de posicionamento e definição estratégica e finalmente uma conclusão

A multivariate randomized controlled experiment about the effects of mindfulness priming on EEG neurofeedback self-regulation serious games

Neurofeedback training (NFT) is a technique often proposed to train brain activity SR with promising results. However, some criticism has been raised due to the lack of evaluation, reliability, and validation of its learning effects. The current work evaluates the hypothesis that SR learning may be improved by priming the subject before NFT with guided mindfulness meditation (MM). The proposed framework was tested in a two-way parallel-group randomized controlled intervention with a single session alpha NFT, in a simplistic serious game design. Sixty-two healthy naïve subjects, aged between 18 and 43 years, were divided into MM priming and no-priming groups. Although both the EG and CG successfully attained the up-regulation of alpha rhythms (F(1,59) = 20.67, p ηp2 = 0.26), the EG showed a significantly enhanced ability (t(29) = 4.38, p t(29) = 1.18, p > 0.1). Furthermore, EG superior performance on NFT seems to be explained by the subject’s lack of awareness at pre-intervention, less vigour at post-intervention, increased task engagement, and a relaxed non-judgemental attitude towards the NFT tasks. This study is a preliminary validation of the proposed assisted priming framework, advancing some implicit and explicit metrics about its efficacy on NFT performance, and a promising tool for improving naïve “users” self-regulation ability.This work is co-financed by the ERDF—European Regional Development Fund through the Operational Program for Competitiveness and Internationalisation—COMPETE 2020 (ref.: POCI01-0145-FEDER-007043; ref: POCI-01-0145-FEDER-007038), the North Portugal Regional Operational Program—NORTE 2020 (ref.: NORTE-01-0145-FEDER-000045) and by the Portuguese Foundation for Science and Technology – FCT under MIT Portugal (author Ph.D. grant ref.: PD/BD/114033/2015) and within the R&D Units Project Scope (ref.: UIDB/00319/2020)

Tectono-magmatic processes at the Azores triple junction

Tese dout., Ciências do Mar, Universidade do Algarve, 2007Apresentam-se resultados de estudos multi-disciplinares, centrados na interacção espacio-temporal entre o Ponto Quente dos Açores (PQA) e a Junção Tripla dos Açores (JTA) no decurso da evolução geodinâmica da plataforma vulcânica dos Açores e sintetiza-se um modelo tectono-magmático para a JTA na actualidade. Desde os 33.4 Ma o regime tectónico prevalecente é trans-tractivo com rotação progressiva das direcções de abertura Eurásia-Africa de ca. N-S para ca. ENE-WSW. Desde aquela idade os Açores apresentam um comportamento cinemático independente e possivelmente dominado por deformação distribuída. A máxima interacção entre o PQA e a JTA ocorre entre os 20 Ma e os 10 Ma. Consequentemente entre os 33.4 e os 20Ma os Açores terão resultado de um controlo tectónico proeminente e reduzida influência do PQA. O desenvolvimento das cristas vulcânicas lineares (CVL) é associado à progressiva migração para NW do JTA de um contexto intra-transformante desde os ca. 15 Ma. No presente considera-se que persiste a propagação das CVL para WNW. A modelação de dados GPS, permite definir na actualidade a fronteira de placas Euro-asiatica e Núbia no Eixo da Terceira e no alinhamento Faial-Pico. Propõe-se que a zona inter-placa entre estes dois eixos principais activos corresponde a um domínio de deformação distribuída não coaxial em regime de trans-tracção. Nesta zona ocorre partição entre processos de rifting (dominados por magmatismo) em tracção pura normal às CVL, processos de cisalhamento com desligamentos esquerdos (NNW-SSE) e zonas de acomodação (WSW-ENE). Contrastando, o padrão de falhamento no sector imediatamente a Leste da ilha Terceira, é interpretado como resultado de um regime de alastramento oblíquo focalizado no eixo da terceira, com deformação co-axial, e um campo de tensões com compressão máxima vertical e compressão mínima sub-paralela às direcções de abertura previstas pelos modelos cinemáticos NUVEL-1A ou baseados em GPS (e.g. REVEL ou DEOS2K).Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT

Sensor network integration for a medical device using CDG

The weakness of the deep layer of lumbar or cervical spine muscles (so-called multifidus muscles) is among the most common causes for backpain. Frequent testing and measurements over a 20 years period of time showed a common weakness of this particular muscle group in more than 70% of investigated persons. Following a routine training has demonstrated an effective improvement in low back health. The Smart4Health project aims at empowering EU Citizens with an interoperable and exchangeable European Electronic Health Record (EHR) that will allow EU citizens to be active participants in managing their own health. As part of project activities, Smart4Health will upgrade existing physiotherapy devices with real-Time measurements and connectivity capabilities, meeting new medical device regulations. Force and angle sensors measurement technology will be connected and integrated in the Smart4Health framework, enabling the patient with a real-Time performance visualization and the treatment data upload for a secure cloud. The clinicians can then keep track of the patient treatment and made the necessary adjustments (if needed). The physiotherapy device and its sensors are connected over a secure network, enabling the data collection of health-related data. Moreover, an intelligent sensors network collecting citizen health and wellbeing data, adds information to citizen's EHR.authorsversionpublishe

Efeitos da rega na cultura do eucalyptus globulus

Dissertação de mestrado em Agronomia. Instituto Politécnico de Beja, Escola Superior Agrária, 2016A Floresta Portuguesa ocupa 3,2 milhões de hectares, o que corresponde a 35,4% do território nacional. Eucalyptus globulus é a espécie florestal predominante no nosso país representando 25,4% da ocupação florestal, cerca de 812 mil ha. O eucalipto, pelo seu rápido crescimento e propriedades da madeira, é amplamente utilizado como matéria-prima para a indústria papeleira. Nesse contexto assume grande importância em termos económicos e sociais, pela produção industrial e pelo emprego gerado através dos diversos agentes ligados direta e indiretamente ao sector. Anualmente são consumidos cerca de 9 milhões de metros cúbicos de madeira de eucalipto na produção industrial do papel. Como a produtividade média nacional não permite garantir a quantidade de matéria-prima necessária, são importados cerca de 2,5 milhões de metros cúbicos de madeira por ano. A produtividade florestal está diretamente relacionada com a eficiência do uso de recursos naturais (água, solo, radiação solar) durante o crescimento das plantas. O recurso à irrigação de povoamentos de eucalipto poderá ser uma opção para aumentar a produtividade florestal nacional e diminuir as necessidades de madeira importada. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da irrigação em plantações de eucalipto em duas situações edafoclimáticas distintas, através da monitorização da evolução das suas características biométricas, em regime de sequeiro e de regadio. Os resultados demonstraram uma resposta positiva da cultura do eucalipto à rega, com acréscimos significativos de produção nas duas situações edafoclimáticas analisadas. Contudo, o padrão de crescimento e a resposta à rega variam com o regime pluviométrico do ano em causa bem como entre materiais genéticos, sendo ainda afetados pelo tipo de solo e pelas práticas silvícolas

Control and operation of a three-phase local energy router for prosumers in a smart community

UID/EEA/00066/2019From the electrical energy point of view, the smart community (SC) concept is meant to be as a sustainable and environmentally friendly alternative to the classical configuration. The SC includes small-scale renewable energy sources (RES) and small-scale energy storage system (ESS). The SC energy management system acts as an aggregator, aiming to assure benefits for community stakeholders. These trends led to the energy routers (ERs) concept. This study proposes and describes the control strategies for these ERs to contribute to the SC goals. The approach of these strategies increases the RES adjustability, contributing to maintain the ESS state of health. The ER is able to operate simultaneously with active and reactive power control, besides compensating SC grid voltage imbalances, and providing ancillary services to the SC. The proposed control strategies are validated by simulations and experiments.publishersversionpublishe

Energy router for SC: GC, SA and transition mode controls

UID/EEA/00066/2019 Grant agreement no. 731155 - Storage4Grid project.From the electrical point of view, the concept of smart community (SC) was defined as a distributed system consisting of a set of smart homes, distributed energy resources (DERs) and energy storage systems (ESSs) using SC controllers to enable smart power management. In this context, the SC energy management system (SCEMS) acts as aggregator of these resources, aiming to assure benefits for every SC stakeholder by setting the SC operation. The references given by the SCEMS must be accurately tracked by the energy routers (ERs), intended as one of the key components of the SC, acting as smart interface between the utility grid and the prosumers' DER and ESS. This study proposes a flexible, robust and simple control strategy for a single-phase ER. The ER regulates the active and reactive powers in grid-connected (GC) mode, and the voltage and frequency when operating in stand-alone (SA) mode. A seamless transition between SA and GC is demonstrated, avoiding undesired transients. The design and implementation of the proposed control strategy is progressively explained. Finally, this is tested via simulation (in PSCAD/EMTDC software) and verified with the experimental prototype.publishersversionpublishe