José Carlos de Melo Vieira Júnior.

O principal objetivo do projeto foi capacitar alunos do ensino médio em relação aos conceitos de uso eficiente da energia elétrica com foco em instalações consumidoras residenciais e comerciais, contribuindo com a formação técnica e cidadã dos estudantes envolvidos. Como objetivos secundários, listam-se os seguintes:- O estabelecimento de um convênio entre a EESC-USP e a E.E. Attilia Prado Margarido para fins educacionais que, no futuro, poderá abordar diferentes temas, além de eficiência energética;- Aproximar a EESC-USP dos estudantes do ensino médio de escolas públicas de São Carlos;- Capacitar os estudantes de graduação da EESC-USP em relação ao tema de eficiência energética e também como agentes disseminadores dos conhecimentos adquiridos durante o curso de graduação;- Desenvolver, em conjunto com os alunos do ensino médio, projetos relacionados à eficiência energética que levem a resultados práticos

Os alimentadores conectados aos parques eólicos estão sujeitos a curtos-circuitos que podem deixar os aerogeradores indisponíveis por longos períodos devido à dificuldade da equipe de manutenção em localizar o local exato da falha. Além disso, esses alimentadores podem atravessar regiões de difícil acesso, impondo desafios adicionais à equipe de manutenção. Assim, este projeto de pesquisa visa desenvolver um sistema híbrido composto por diagnóstico inteligente de falhas (detecção, classificação e localização) e drones para supervisão aérea. O sistema é classificado como híbrido porque combina diferentes técnicas inteligentes para realizar diagnósticos de curto-circuito para explorar os pontos fortes de cada uma delas, além da supervisão aérea por drones. Para detecção, classificação e localização de falhas, serão investigadas ferramentas de pré-processamento de sinais, como Transformada Wavelet (WT), Transformada Wavelet Contínua (CWT) e Transformada de Stockwell (ST), entre outras. A seguir, algumas das técnicas baseadas em Inteligência Artificial (IA), como aprendizado de máquina (árvores de decisão, redes Bayesianas, máquinas de vetores de suporte e redes neurais artificiais, entre outras), serão avaliadas e utilizadas para o diagnóstico completo da falha. situação que foi enfrentada. Além disso, uma vez localizada a falta, um drone aéreo será acionado para coletar imagens da localização exata da falta, e as transmitirá à equipe de manutenção para o correto planejamento da correção da perturbação nos alimentadores aéreos de média tensão. Este drone contará com algoritmos de navegação autônomos e técnicas de reconhecimento de imagem baseadas em IA. As técnicas de reconhecimento de imagens terão como foco a identificação dos elementos constituintes do sistema nas imagens que deverão ser inspecionados no local da falta indicado. Os resultados da aplicação do sistema híbrido proporcionarão maior agilidade no processo de localização de faltas, reduzindo o tempo de parada dos parques eólicos por paradas por curto-circuito e proporcionando maior segurança à equipe de manutenção. Ressalta-se que a ideia do sistema híbrido de diagnóstico de falhas combinado com drones aéreos é original, pois não foi encontrada nenhuma técnica que combine diversas técnicas inteligentes de diagnóstico de falhas com a tecnologia de drones aéreos aplicada a uma rede de coletores de parques eólicos on-shore.

Metodologias: (1) de análise de risco de falha da proteção anti-ilhamento de GDs; (2) de solução de compromisso quanto a requisitos mínimos de curvas de regulação de GDs; (3) técnico-econômicas para quantificar os custos causados pelos GDs nas necessidades de reforços na rede e nas perdas elétricas.

O objetivo principal do projeto foi desenvolver uma metodologia para análise técnico-econômica de possíveis soluções para os projetos dos sistemas elétricos referentes aos ativos do transporte rodoviário do grupo CCR, visando aumentar a eficiência dos procedimentos relacionados ao desenvolvimento e análise de diferentes potenciais soluções voltadas para aplicações em rodovias. A metodologia resultou no desenvolvimento de um protótipo de ferramenta computacional.

O crescimento da mini e da microgeração distribuída nos sistemas de distribuição de energia elétrica tem exigido que as práticas de planejamento e de operação desses sistemas sejam reavaliadas para garantir a manutenção dos índices da qualidade e da eficiência na distribuição da energia elétrica. A primeira linha de ação quanto à instalação de geração distribuída é identificar os impactos e desenvolver medidas para mitigar possíveis efeitos negativos. Dentre esses impactos, é preciso observar a influência da geração distribuída nas tensões nodais em regime permanente, perdas elétricas decorrentes do desequilíbrio das tensões e correntes, e distorções harmônicas. Além desses fatores, é necessário avaliar quais são os impactos das fontes de geração distribuída nas proteções contra ilhamentos e curtos-circuitos nas redes de distribuição. Dentro deste contexto, este projeto de pesquisa visa desenvolver métodos para análise de redes de distribuição com geração distribuída e propor soluções modernas para lidar com potenciais impactos negativos, analisando-se todos os fatores previamente mencionados e alinhando-se ao conceito das Smart Grids. Espera-se que os resultados deste projeto orientem distribuidoras e proprietários de geradores distribuídos na promoção da expansão das fontes renováveis, na mitigação de possíveis problemas decorrentes da operação dessas fontes e no aproveitamento das mesmas para melhorar o desempenho das redes de distribuição de energia elétrica.

Recursos energéticos distribuídos (geração distribuída e sistemas de armazenamento de energia) estão sendo incluídos em sistemas de distribuição no Brasil e em vários outros países. Esses recursos energéticos podem potencialmente afetar a tensão nos sistemas de distribuição tanto positiva quanto negativamente. Devido à característica intermitente do perfil de geração de alguns tipos de fontes, é esperado que estas causem variações de tensão nos sistemas de distribuição. Regular a tensão em sistemas com diversos recursos energéticos distribuídos pode ser um desafio devido ao grande número de fontes de energia e limitações técnicas dos dispositivos reguladores. É necessário considerar também que nem sempre será possível o uso de medidores pelo sistema que consigam fornecer informações em tempo real, pois o custo é alto e também há dificuldade em obter sistemas de comunicação com tantos elementos funcionando em um curto período de tempo. Para regular a tensão nesses sistemas considerando a presença de recursos energéticos distribuídos, serão necessárias metodologias que não necessitem do uso abundante de medidores, tais como o uso de técnicas de estimação de estado adaptadas para sistemas de distribuição. O uso de sistemas armazenadores de energia também pode auxiliar na regulação de tensão, suavizando a demanda em períodos de pico e armazenando a energia em momentos de intensa geração. Este projeto de pesquisa estudará a regulação de tensão no contexto da presença dos recursos energéticos distribuídos, considerando-os operando como microrrede ou de forma independente. As metodologias desenvolvidas serão tratadas como problemas de otimização mono e/ou multiobjetivo, sendo solucionados por metaheurísticas. A ideia principal é que as metodologias promovam a operação coordenada dos recursos energéticos distribuídos de forma a manter a qualidade da energia elétrica mesmo em condições de desconexão e oscilação de potência de alguns tipos de geradores distribuídos (geradores fotovoltaicos e eólicos).

Uma microrrede pode ser definida como um conjunto de sistemas de geração distribuída híbrido, sistemas de armazenamento e cargas que são conectados a uma rede de baixa ou media tensão (rede de distribuição), através de um ponto de acoplamento comum. Para provimento da energia com a requerida qualidade de forma segura, econômica e limpa, as diferentes formas de geração distribuída da microrrede devem operar de forma coerente e coordenada através de um sistema de controle adequado. Este controle principal deve considerar a demanda prevista, tarifas, restrições técnicas dos dispositivos para planejamento e programação da operação, bem como relação com a rede principal em termos de mercado e prestação de serviços auxiliares. Ainda, algumas fontes distribuídas que podem ser instaladas em uma microrrede não são adequadas para serem conectadas diretamente à rede elétrica devido às características da energia produzida, necessitando interfaces dependentes da eletrônica de potência (DC/AC ou AC/DC/AC). O presente projeto visa o estudo de microrredes, dando ênfase a alguns aspectos importantes referentes ao seu controle, proteção e aspectos da qualidade da energia.

O principal objetivo deste projeto é desenvolver uma metodologia de alocação otimizada de monitores de qualidade da energia elétrica (QEE) em sistemas de distribuição (SD), visando minimizar os custos e maximizar a capacidade de monitoramento de toda a rede elétrica frente a distúrbios relacionados a variações de tensão. A metodologia será aplicável a qualquer SD e resultará em um software que determinará a posição estratégica dos monitores de maneira otimizada e eficiente, minimizando os custos de instalação e maximizando a capacidade de monitoramento. Os resultados do método viabilizarão o projeto de sistemas eficientes de monitoramento da QEE, os quais devem ser capazes de fornecer informações sobre os locais, a intensidade e a frequência com que os distúrbios ocorrem, permitindo à distribuidora obter um melhor entendimento do desempenho do sistema frente às variações de tensão, identificar suas causas e estabelecer ações efetivas para saná-las.

Este projeto, com duração de 1 ano, compreendeu o financiamento da mobilidade de pesquisadores da Escola de Engenharia de São Carlos - Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação e da University of Bath (Inglaterra) para discutir temas relacionados à proteção de sistemas HVDC.

A conexão de um grande número de geradores distribuídos tende a provocar mudanças importantes nos procedimentos de operação e de planejamento aplicados aos sistemas de distribuição de energia elétrica. Estes sistemas eram vistos apenas como redes passivas com o objetivo de fornecer energia elétrica aos clientes finais por meio de uma configuração radial, fluxo de potência unidirecional com simples e eficiente sistema de proteção. Contudo, surgiu o conceito de redes ativas que culminou com o aumento da penetração de geradores distribuídos e surgiram também as micro redes compostas por geradores fortemente interligados localmente e geridas por controladores de potência, os quais controlam o fluxo de energia entre os produtores locais, cargas e outras micro redes adjacentes. Neste aspecto, o ilhamento intencional pode ser uma opção valiosa como possibilidade para suprir porções da rede de distribuição que são desconectadas após faltas nas linhas. Além disso, esta prática poderá melhorar os índices de qualidade e de confiabilidade do suprimento de energia elétrica no caso de interrupções programadas ou não. Aos consumidores que possuem geração distribuída nas formas de autogeração ou cogeração, o ilhamento intencional pode representar a continuidade de receita pela comercialização de energia com o sistema elétrico. Evitar os desligamentos automáticos do gerador distribuído operando em situação ilhada é garantir todos os benefícios esperados pela inserção da concepção de geração distribuída nos sistemas de distribuição de energia. Neste contexto, este projeto de pesquisa vista estabelecer metodologias de análise dos requisitos necessários para que o ilhamento intencional seja um meio operacional satisfatório, viável e seguro dentro dos padrões de qualidade da energia elétrica, estabilidade e proteção do sistema elétrico como um todo. Além disso, pretende-se propor soluções eficazes para viabilizar a operação ilhada, que podem se aproveitar da estrutura ou conceito de redes inteligentes, tão discutidas atualmente em âmbito mundial. O foco deste estudo, em um primeiro momento, serão os geradores síncronos distribuídos e os geradores eólicos. Espera-se que os resultados obtidos evidenciem os principais desafios técnicos que devem ser superados para viabilizar a operação ilhada, indiquem potenciais soluções para este fim e sirvam como guias orientativos para nortear a operação ilhada de geração distribuída.

A proteção de sistemas de energia elétrica é um item fundamental para garantir o suprimento de energia elétrica de forma segura e confiável. A não atuação ou atuação incorreta da proteção pode provocar danos irreparáveis em equipamentos da concessionária e dos próprios consumidores. Além disso, a atuação indevida do sistema de proteção provoca a insatisfação dos consumidores e perdas econômicas decorrentes de paradas dos processos produtivos nos setores comercial e industrial. Portanto, um sistema de proteção bem ajustado deve atuar rapidamente sempre que solicitado, visando minimizar desligamentos de grandes porções do sistema elétrico, bem como deve ser estável o suficiente para não atuar quando não solicitado. Neste sentido, este projeto de pesquisa propõe o desenvolvimento de uma metodologia automática para ajustes de relés direcionais de sobrecorrente em sistemas de transmissão de energia elétrica. A metodologia será baseada em técnicas inteligentes e será desenvolvida de modo a atender as especificidades referentes aos critérios de proteção em vigor nas normas técnicas. As técnicas inteligentes considerarão o emprego de técnicas derivadas das Inteligência Artificial e de heurísticas avançadas (metaheurísticas) como os algoritmos genéticos e otimização por enxame de partículas (Particle Swarm Optimization), pois ambas apresentam bom desempenho para solucionar problemas similares, de acordo com a literatura técnica especializada no assunto. Como características inovadoras da metodologia automática destacam-se a determinação dos ajustes considerando vários tipos de curtos-circuitos, bem como diferentes condições operativas do sistema elétrico, e um sistema de classificação de ajustes que indica a adequacidade dos mesmos frente a determinada configuração topológica. Com o desenvolvimento e aplicação da metodologia proposta espera-se prover o setor elétrico com uma ferramenta eficiente que garanta atuação rápida e seletiva frente a curtos-circuitos, e evite deslig

O desenvolvimento econômico e social de um país depende fortemente da eficiência do seu setor eletroenergético, visto que tal setor tem grande influência sobre a capacidade produtiva e competitiva do país em um mercado globalizado, assim como sobre o bem estar da população. O termo setor eletroenergético, neste projeto, é utilizado de forma a englobar todas as áreas envolvidas com a geração, transmissão, distribuição e consumo de energia elétrica. Embora esse setor seja uma indústria com mais de um século de existência, recentemente, ele tem passado por profundas modificações tecnológicas, econômicas, organizacionais e estruturais levando a uma completa alteração dos seus paradigmas. Tal reestruturação demanda que novos dispositivos, equipamentos e técnicas de controle, operação, análise, monitoramento, supervisão e proteção sejam desenvolvidos. Ressalta-se que devido às características ímpares do sistema brasileiro, a simples importação de técnicas e dispositivos dos países desenvolvidos não é adequada. Além disso, um novo tipo de profissional deve ser formado para atuar no setor eletroenergético devido à interdisciplinaridade exigida pelo mercado atual. Esse novo profissional não pode apenas ter conhecimento das áreas clássicas dos cursos de sistemas de energia elétrica, mas deve dominar também técnicas de economia, computação, telecomunicação, matemática (otimização), química, etc. Uma clara comprovação dessas mudanças tem sido caracterizada pelo termo "smart grids" o qual, de forma simplificada, caracteriza o uso intenso de medição e comunicação para realizar a proteção, análise, supervisão e automação em sistemas elétricos de forma unificada. Assim, o objetivo deste projeto temático é desenvolver novas metodologias e tecnologias para os sistemas elétricos do futuro. Tais desenvolvimentos serão focados sobretudo nos seguintes temas que estão relacionados entre si: o Desenvolvimento de metodologias de proteção digital com características inteligentes, híbridas e

Estudos de coordenação da proteção e seletividade de dispositivos de proteção contra sobrecorrente são necessários antes da implantação de novos sistemas elétricos e quando ocorrem modificações em sistemas elétricos existentes. Tais estudos envolvem o conhecimento de todos os critérios de coordenação e de proteção individual de equipamentos, das características dos dispositivos de proteção e das características dos elementos protegidos. Dada a grande quantidade de informações necessárias, a execução desses estudos é um processo trabalhoso que pode demandar muito tempo na medida em que aumenta a complexidade do sistema elétrico sob análise. Como exemplo podem ser citados os sistemas elétricos industriais em que há vários tipos de equipamentos a serem protegidos e vários dispositivos de proteção, sendo estes uma complexidade à parte, uma vez que podem ser encontrados diferentes tipos de disjuntores de baixa tensão, fusíveis, relés eletromecânicos e digitais. Essa diversidade de dispositivos de proteção eleva a complexidade do estudo de proteção, tornando-o um processo demorado com elevado risco de erros no cálculo dos ajustes dos dispositivos. Logo, a realização desse tipo estudo sem o auxílio de programas computacionais, torna-se uma tarefa árdua. Neste contexto, este projeto de pesquisa visa o desenvolvimento de algoritmos eficientes de modelagem das características de atuação dos dispositivos de proteção, características nominais e limites térmicos dos equipamentos protegidos, para serem posteriormente utilizados na implementação computacional de métodos automáticos para a realização de estudos de coordenação e seletividade da proteção contra sobrecorrente.

Este trabalho de pesquisa tem por objetivo buscar o desenvolvimento de metodologias avançadas para monitoramento, análise e controle para o planejamento da expansão e para a operação de sistemas de potência (envolvendo o planejamento da operação e a operação em tempo real). Essas metodologias devem ser eficientes do ponto de vista computacional e precisas o suficiente para fornecerem as informações relevantes ao operador/analista de rede. Além disso, a proposta é formar um número significativo de profissionais na área, incluindo graduados com iniciação científica, mestres, doutores e doutores com pós-doutorado.

A instalação de geração distribuída nas redes de distribuição e de subtransmissão de energia elétrica tem apresentado significativo crescimento em âmbito mundial, impulsionada pelos benefícios que pode proporcionar aos sistemas elétricos, pela necessidade de diversificação da matriz energética dos países, pela desregulamentação do setor de energia elétrica em diversos países e pela necessidade de gerar energia elétrica de forma sustentável. No entanto, para que os geradores distribuídos possam de fato beneficiar a operação das redes elétricas, seus impactos técnicos devem ser cuidadosamente estudados, sobretudo em redes de distribuição, as quais foram inicialmente planejadas para operar com fluxo de potência unidirecional. Dentre esses impactos, destaca-se a elevação do nível de curto-circuito, que, sendo excessiva, pode violar as capacidades dos equipamentos em suportar os esforços térmicos e dinâmicos devidos às elevadas correntes de curto-circuito, bem como provocar a perda da coordenação entre os dispositivos de proteção contra sobrecorrente. Neste contexto, este projeto se propõe a estudar os impactos dos geradores distribuídos nos níveis de curto-circuito de redes de distribuição de energia elétrica, tendo como foco os geradores conectados nas redes por meio de conversores de freqüência. Propõe-se ainda o desenvolvimento de uma metodologia eficiente para o cálculo de curto-circuito considerando esses tipos de geradores. Ressalta-se que o método convencional de cálculo de correntes de curto-circuito envolve a construção da matriz das impedâncias da rede (Zbus), portanto pode ser inadequado para tratar conversores de freqüência, visto que a determinação de suas impedâncias é um processo complexo.

Os objetivos deste projeto de pesquisa são: (a) desenvolver novos métodos de proteção, controle e análise de modernos sistemas de distribuição de energia elétrica com geradores distribuídos; (b) implementar um laboratório de proteção e supervisão digital para que novos procedimentos e filosofias de proteção e controle sejam testados utilizando um sistema real (hardware); (c) desenvolver uma nova geração de ferramentas computacionais para análise de rede de distribuição de energia elétrica com geradores distribuídos

O objetivo deste projeto de pesquisa é desenvolver métodos de análise de técnicas de detecção de ilhamento de geradores distribuídos constituídos principalmente por máquinas de corrente alternada, tanto síncronas quanto assíncronas. O enfoque é desenvolver metodologias que permitam analisar de forma sistemática diferentes técnicas de detecção de ilhamento baseadas tanto em simulações dinâmicas quanto em soluções analíticas dos modelos dinâmicos do sistema. Ênfase será dada aos relés baseados em medidas de freqüência e tensão, porém, o uso de outras variáveis elétricas como potência ativa e reativa, fator de potência e corrente poderá ser investigados também. O desenvolvimento destas metodologias permitirá ganhar um profundo conhecimento sobre as vantagens e desvantagens inerentes de cada técnica de detecção. Assim, em uma segunda etapa de desenvolvimento desta pesquisa, também serão investigadas novas abordagens mais eficientes para detecção de ilhamento. Uma possibilidade para o desenvolvimento de relés mais eficientes é empregar a combinação de diversas tecnologias segundo alguma lógica de forma a aproveitar os pontos mais fortes de cada uma.