Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática - Mestrado

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Navegando Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática - Mestrado por Assunto "Análise comparativa"

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    Análise Comparativa do Nível de Acurácia de Modelos Híbridos Utilizados para Predizer o Tempo de Vida de Baterias
    (2018-07-13) Alessi, Odenis
    O desenvolvimento tecnológico permite que diferentes dispositivos eletrônicos sejam capazes de executar cada vez mais um número maior de tarefas. Dentre estes dispositivos estão os dispositivos móveis, que pela utilização de uma bateria, agregam mobilidade e comodidade na execução de diferentes serviços, otimizando o tempo do usuário. Desta forma, o funcionamento do dispositivo está ligado diretamente ao tempo de vida da bateria, nesse contexto é importante o estudo acerca do desempenho e do comportamento da bateria frente a diferentes cenários de descarga. A predição do tempo de vida de baterias pode ser realizada através da modelagem matemática, que permite realizar a simulação de um processo de descarga real através de modelos matemáticos. Estes modelos são classificados em categorias: os modelos eletroquímicos, os modelos elétricos, os modelos analíticos, os modelos estocásticos, os modelos via teoria de identificação de sistemas e os modelos híbridos. Este trabalho é realizado utilizando a categoria de modelos híbridos. Estes modelos são constituídos através da união de pelo menos dois modelos pertencentes a categorias diferentes, conseguindo agregar as vantagens dos modelos utilizados nesta união. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é realizar a modelagem matemática do tempo de vida de baterias utilizando os modelos híbridos encontrados na literatura técnica, realizando uma análise comparativa entre o nível de acurácia dos mesmos. São usados perfis de descarga constantes e os dados experimentais são obtidos de uma plataforma de testes, considerando baterias de Lítio Íon Polímero. Nos dados experimentais é realizado um tratamento estatístico, a fim de identificar a presença de valores outliers e médias experimentais diferentes estatisiticamente. As simulações computacionais são realizadas no software MatLab e as validações dos modelos híbridos ocorre através da comparação dos resultados das simulações com os dados obtidos da plataforma de testes. Após as validações, constatou-se que todos os modelos híbridos utilizados neste trabalho são acurados, apresentando erro médio inferior a 5%, independente da presença de valores outliers. Por fim, comparando os valores dos erros, é concluído que o modelo híbrido proposto por Zhang é o modelo mais acurado, seguido pelo modelo híbrido de Kim e de Gomes. Também foi possível observar que os menores erros foram encontrados na presença de valores outliers.
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    Modelagem Matemática de Linhas de Transmissão Baseada em Dados Reais da Rede de Distribuição Primária de Energia Elétrica
    (2019-04-05) Diefenthaler, Andressa Tais
    A crescente demanda pelo fornecimento de energia elétrica de qualidade, aliada às tendências da geração distribuída e da migração dos sistemas elétricos para redes inteligentes, requerem o desenvolvimento de testes e simulações computacionais, o que é possível através da modelagem matemática dos sistemas de distribuição, principalmente das Linhas de Transmissão (LTs) de energia. Nesse contexto, na presente pesquisa é realizada a modelagem matemática de segmentos da rede de distribuição primária de energia elétrica a partir de dados reais. Isso é realizado visando a validação e a análise comparativa de modelos matemáticos de LTs. Inicialmente, a partir de dados medidos de dois segmentos (linhas curtas) da rede prim ária de distribuição de duas concessionárias da região noroeste do estado do Rio Grande do Sul, é calculado o fator de desequilíbrio de tensão em ambos os segmentos, aplicando os métodos IEEE, NEMA e CIGRÉ. Veri cado que ambos os segmentos são equilibrados, é realizada a modelagem matemática das LTs com os softwares Matlab/Simulink e PSCAD, abrangendo a implementação e simulação dos modelos PI, Bergeron, Modal (J. Marti) e de Fases (Universal Line Model ). Os resultados obtidos possibilitam a validação dos modelos, e a análise comparativa quanto a acurácia e desempenho computacional. Observa-se que o circuito equivalente ao modelo PI no Simulink representa acuradamente os dois segmentos de rede, sendo considerado como o modelo adequado para a predição da tensão de saída de uma linha curta de média tensão, por requerer menor número de parâmetros, apresentar acurácia equivalente e menor tempo de simulação computacional quando comparado aos demais modelos de LTs de energia. Além disso, nesta pesquisa é proposta e validada uma modi cação da equação correspondente ao modelo PI para linhas curtas, incluindo características da carga conectada ao sistema elétrico.