Mario Oleskovicz.

Este projeto de pesquisa visa o desenvolvimento de um sistema híbrido, composto pelo diagnóstico inteligente de faltas (detecção, classificação e localização) e pela supervisão de drones aéreos. Para a detecção, classificação e a localização da falta, serão investigadas ferramentas para o pré-processamento dos sinais, como a Transformada Wavelet (TW), Transformada Wavelet Contínua (TWC) e a Transformada de Stockwell (TS), dentre outras. Na sequência, algumas das técnicas baseadas em Inteligência Artificial (IA) como, aprendizagem de máquinas, árvores de decisão, redes Bayesianas, máquinas de vetores de suporte e redes neurais artificiais, dentre outras, serão avaliadas e empregadas para o diagnóstico completo da situação de falta enfrentada. Além disso, uma vez localizada a falta, um drone aéreo será ativado para coletar imagens do local exato da falta, com transmissão das mesmas à equipe de manutenção para o correto planejamento da correção do defeito em alimentadores aéreos de média tensão. Esse drone contará com algoritmos de navegação autônoma e técnicas de reconhecimento de imagens baseadas em IA. No reconhecimento de imagens, o foco será em identificar nas imagens os elementos constituintes do sistema que devem ser inspecionados no ponto de localização de falta indicado. Os resultados da aplicação do sistema híbrido proporcionarão maior agilidade no processo de localização da falta, reduzindo o tempo de indisponibilidade dos parques eólicos devido a desligamentos por curtos-circuitos e proporcionando maior segurança à equipe de manutenção.

Análise dos impactos técnicos da expansão da geração distribuída nos sistemas elétricos do futuro

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 crescimento da mini- e da micro-geração 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.

Uma microrrede pode ser definida como um conjunto de sistemas de geração distribuída híbrido, sistemas de armazenamento de energia e cargas que são conectados a uma rede de baixa ou média tensão (rede de distribuição), em 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 por meio 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 a 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 (CC/CA ou CA/CC/CA). O presente projeto visa o estudo de microrredes, dando ênfase a alguns aspectos: modelagem computacional de uma microrrede; detecção da condição de ilhamento das microrredes; aspectos da proteção de elementos das microrredes; aspectos da qualidade da energia e medição nas microrredes; elementos armazenadores de energia em microrredes; e sistemas multiagentes aplicados à supervisão de microrredes.

As mudanças atuais no sistema elétrico de potência devido, por exemplo, à introdução de fontes de geração distribuída, vêm trazendo novos desafios para o modelo e a operação tradicional dos sistemas de distribuição de energia. Estas mudanças no cenário elétrico vêm surgindo devido à incessante busca por fontes mais sustentáveis, transporte, utilização final da energia elétrica de forma mais eficiente, e pela própria necessidade de modernização da infraestrutura do setor. Neste sentido, há um crescente interesse em melhorar as redes elétricas atuais através da automatização de todos os processos e da incorporação de inteligência nas ações de operação e de restauração do sistema frente às situações indesejadas. Desta forma, este projeto de pesquisa propõe, com base em uma alocação otimizada de medidores, determinar a localização precisa dos curtos-circuitos passíveis de ocorrência nas microrredes. Neste contexto, uma localização rápida e precisa refletirá diretamente para as concessionárias na agilidade da operação e na restauração do sistema elétrico, assim como na satisfação dos usuários finais. Também refletirá em uma melhor avaliação das concessionárias de energia elétrica por parte dos órgãos reguladores quando analisados os índices da qualidade do serviço prestado. Nesta pesquisa, a partir de uma alocação otimizada de medidores, serão utilizadas técnicas de aprendizagem de máquina, e/ou de aprendizagem profunda, de modo a resultar em uma localização precisa e rápida da situação da falta, abordando também o problema da múltipla localização da falta, ainda não bem resolvida nas propostas atuais voltadas para sistemas de distribuição. Para a avaliação e validação destas técnicas aplicadas ao problema da localização dos curtos-circuitos, pretende-se dispor do software PSCAD?/EMTDC?.

Este projeto de pesquisa busca implementar uma solução transportável de sistema de armazenamento de energia para conexão à rede de distribuição junto à subestação ou ao longo do alimentador para atendimento de contingências programadas, atendimentos sazonais de demandas com pico de consumo e usinas fotovoltaicas. O estudo será baseado em simulações computacionais e medições de qualidade da energia para avaliar os impactos causados na rede elétrica com a entrada desta nova tecnologia, ensaios laboratoriais para avaliar diferentes tecnologias de baterias e compará-las, análise de impactos ambientais e estudos de modelos de negócio e regulação tarifária para a entrada de sistemas de armazenamento de energia na rede elétrica.

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: modelagem computacional de uma microrrede; detecção da condição de ilhamento das microrredes; aspectos da proteção de elementos das microrredes; aspectos da qualidade da energia e medição nas microrredes; elementos armazenadores de energia em microrredes; e sistemas multiagentes aplicados ao controle de microrredes.

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 propõe o desenvolvimento de um sistema integrado de hardware e software que tem como objetivo servir de plataforma para desenvolver e executar em tempo real novos algoritmos de proteção. O sistema proposto busca reduzir o tempo de análise das filosofias de proteção, bem como do desenvolvimento de novas funções, possibilitando a execução de testes em tempo real, e não apenas por meio de simulações computacionais, como é tipicamente encontrado na literatura. Para testar as funções de proteção, dois conjuntos de testes serão realizados. O primeiro conjunto compreenderá testes em laço aberto. Nestes testes será utilizado um conjunto de oscilografias de situações de faltas (defeitos) em GS. O segundo grupo de testes será executado em laço fechado, utilizando simulações em tempo real, realizadas através de um equipamento específico para esse fim, o RTDS (Real Time Digital Simulator). Um relé comercial dedicado á proteção de GS será submetido aos mesmos testes. Isso possibilitará uma análise comparativa entre o desempenho das funções de proteção inteligentes a serem desenvolvidas e das funções de proteção tradicionais empregadas atualmente.

O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de uma solução avançada e inovadora, capaz de fornecer soluções práticas e seguras para o problema de ajuste de relés direcionais de sobrecorrente de sistemas de proteção em redes de transmissão de energia elétrica.

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: desenvolvimento de metodologias de proteção digital com características inteligentes, híbridas e auto adaptativas; desenvolvimento de metodologias de análise da qualidade da energia baseadas, sobretudo, em medições digitais; desenvolvimento de metodologias de análise em tempo real de sistemas de energia elétrica; e desenvolvimento de metodologias unificadas de proteção, análise, supervisão e automação baseadas no uso de Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (Intelligent Electronic Devices - IEDs).

Este projeto teve como objetivo aprimorar diversas etapas do PD120 - "Desenvolvimento de novas tecnologias em madeiras aplicadas à fabricação de cruzetas para utilização em rede de distribuição de energia" de modo a maximizar os processos produtivos e definir pontos de controle de qualidade na fabricação de cruzetas empregando a tecnologia Madeira Laminada Colada (MLC). As etapas deste projeto abrangeram fundamentalmente a otimização do processo de fabricação tanto em nível de equipamentos como de adequação para um processo industrializado. A partir desta otimização, buscou-se avaliar o desempenho das cruzetas em campo em condições emuladas às condições reais de uso.

O objetivo deste projeto foi desenvolver uma metodologia que viesse a dispor de heurísticas e metaheurísticas para a alocação otimizada de medidores de qualidade da energia em sistemas de distribuição de energia elétrica. Com este intuito, justificou-se a investigação e a proposição para que se determinasse o número mínimo de medidores de qualidade da energia necessário para monitorar uma rede de distribuição, bem como os pontos onde os mesmos deveriam ser instalados. Tal metodologia considerou, entre outros fatores, a maximização da observabilidade do sistema de distribuição em função da quantidade de medidores disponíveis para a instalação, minimizando os custos totais da monitoração do sistema.

O projeto teve como objetivo investigar a implementação de determinadas abordagens para proteção digital de frequência dispondo-se de FPGAs (Field-Programmable Gate Array). Dentre as abordagens investigadas e implementadas, tem-se o método baseado em Algoritmos Genéticos (AG) para a medição do desvio da frequência, assim como da magnitude e o ângulo de fase de uma onda de tensão senoidal. Além da estimação por AGs, para efeitos comparativos, esta pesquisa investigou também um método alternativo de estimação da frequência em sistemas elétricos de potência utilizando filtros adaptativos baseados no algoritmo dos mínimos quadrados (LMS - Least Mean Square).

O presente trabalho teve por objetivo estabelecer um procedimento para a repotenciação de linhas de transmissão de 34,5 kV para 69 KV. Para tanto, utilizou-se da experiência obtida com um trabalho em andamento para a repotenciação de uma linha de subtransmissão de uma concessionária local, considerando um caso teste em específico. Cabe frisar que, embora as conclusões apresentadas se refiram especificamente a um estudo de caso, elas poderão servir como parâmetro para a realização de trabalhos semelhantes e futuros em quaisquer outras linhas de subtransmissão.

O projeto consistiu na modelagem e construção de sistemas de agentes inteligentes para proteção de sistemas de potência, considerando aspectos de segurança. Tais agentes necessitam de uma rede de computadores para a comunicação, recepção e transmissão de informações para os diversos elementos constituintes de um sistema de potência. Através desta comunicação, eles podem alterar a configuração da proteção, bem como prover segurança contra invasores ou usuários não autorizados, proporcionando assim sistemas mais precisos e confiáveis. A construção física de tal rede estava inserida nos objetivos desta proposta.

Na presente pesquisa aspectos da proteção versus a da qualidade da energia elétrica em um sistema de distribuição da CPFL foram registrados, confrontados e analisados. O projeto consistiu na modelagem e simulação computacional, análise dos registros coletados tanto pelos dispositivos de proteção quanto pelos registradores de qualidade de energia elétrica e desenvolvimento de um aplicativo computacional visando à análise de QEE versus proteção. Os resultados alcançados nas etapas de medição, simulação e análise da proteção foram importantes, pois apontaram diretrizes fundamentais que foram implementadas via software. Com relação ao desenvolvimento do software vale destacar a sua importância no processo de análise e estatísticas no tocante ao desempenho da proteção e a avaliação do nível de qualidade do sistema de distribuição analisado.

Este projeto tratou da aplicação de métodos de Inteligência Artificial (IA) à solução de problemas cujas soluções determinam a operação eficiente dos sistemas elétricos de potência. Mais especificamente, os problemas abordados são a estimação de harmônicos, o planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos e o planejamento da expansão da geração em sistemas elétricos. Os métodos de IA utilizados são baseados em Algoritmos Genéticos (AG), que são técnicas de otimização e aprendizado inspirados na genética e evolução natural. Resultados promissores da aplicação de AG em sistemas de potência apontaram para uma solução satisfatória nas aplicações pretendidas, principalmente levando-se em conta as limitações dos métodos tradicionais.

Em sua primeira fase, a pesquisa trouxe a aplicação da teoria de Wavelet para monitoramento do sistema elétrico no que diz respeito à qualidade da energia elétrica (QEE) e, para uma segunda etapa de projeto, a mesma teoria aplicada à localização de faltas sobre um determinado sistema de transmissão. A utilização de tal ferramenta para a detecção, classificação e localização de problemas de QEE e localização de faltas forneceu informações em ambos os domínios, tempo e frequência, através da Análise Multiresolução (AMR). As grandezas analisadas referem-se a valores amostrados de tensões e correntes do sistema elétrico, cujos valores foram obtidos pela aplicação de reconhecidos softwares de simulação, tais como o PSCAD/EMTDC. O software Matlab também foi utilizado para a aplicação da Transformada Wavelet proposta.