Renato Machado Monaro.

A exploração de petróleo e gás natural em alto-mar, atividade que contribui expressivamente para a matriz energética nacional, é realizada a partir de plataformas. Tais plataformas operam de forma isolada, e o suprimento de energia elétrica para manter o funcionamento dos processos embarcados é realizado por sistemas de turbina a gás dispostos na plataforma. A operação dos geradores a gás resulta em emissões significativas de gases de efeito estufa pelo setor petrolífero, o que tem motivado estudos sobre alternativas para reduzir tais emissões. As soluções mais promissoras compreendem o uso de linhas de transmissão para conexão com o sistema elétrico da costa, uso de geradores eólicos em conjunto com sistemas de armazenamento de energia e uso de navios denominados powerhub. Entretanto, a adoção de tais alternativas implica em desafios operativos sob a perspectiva energética, elétrica e dinâmica do sistema. Neste contexto, o presente projeto tem como objetivo avaliar os desafios técnicos para implantação de determinadas topologias de redes elétricas em alto-mar. Para tanto, serão realizadas simulações em tempo real com conversores e máquinas elétricas reais inseridas no laço de simulação. Como resultado, espera-se: enumerar os requisitos para análise de viabilidade técnica de diferentes topologias de redes elétricas em alto-mar; levantar modelos de simulação das redes consideradas para estudos de controle e estabilidade; propor algoritmos de controle específicos para cada rede elétrica analisada; determinar os requisitos de proteção contra faltas elétricas; e propor algoritmos de proteção específicos. A partir das simulações em tempo real, garante-se que os resultados obtidos sejam aplicáveis a sistemas reais.

The Power Systems Innovation Hub (InnovaPower) aims to develop innovative and sustainablesolutions focused on the decarbonization of electrical power systems. This program addressesseveral aspects such as environmental impact assessment, eco-efficient materials, increasedavailability and efficiency of electricity production, optimization of distributed energy resources andintegration with agriculture. These initiatives contribute to the transition to a cleaner and moresustainable energy system, in line with the challenges of global decarbonization and United Nation2030 Agenda for Sustainable Development. The InnovaPower is composed by 13 projects (11 research and 2 Infrastructure).

Os sistemas de distribuição de energia elétrica passam por mudanças devido ao aumento da energia distribuída, como fotovoltaicos, veículos elétricos e armazenamento de energia. Essas tecnologias empregam conversores eletrônicos que podem causar ressonâncias, danificando equipamentos conectados à rede. O objetivo deste projeto é fornecer uma caracterização detalhada dessas ressonâncias, prever e mitigar os riscos de ocorrência.

Este projeto de pesquisa visa avaliar a integração de parques eólicos offshore e plantas de exploração de OG (óleo e gás) na rede elétrica brasileira, considerando diferentes tecnologias de transmissão para a conexão de futuros empreendimentos planejados para serem instalados ao longo da costa brasileira nas próximas décadas. Para determinar a tecnologia de transmissão mais adequada para cada tipo de empreendimento, serão considerados aspectos técnicos e econômicos de cada alternativa.

Definir a configuração de planta de potência centralizada, contemplando o uso de sistemas de captura de carbono, para utilização em plataformas offshore descomissionadas, que satisfaça os requisitos de máxima eficiência e mínima emissão de CO2. Essa configuração será determinada por meio do desenvolvimento de um algoritmo de otimização que definirá a configuração térmica da planta de potência, sendo as demandas de potência definidas como função de curvas de produção de um poço/poços de petróleo operados por um conjunto de plataformas. Os modelos desenvolvidos poderão ser empregados para diferentes demandas, sendo uma ferramenta útil para a definição da configuração ótima de centrais termelétricas de plataformas offshore descomissionadas.

Este projeto tem como objetivo principal desenvolver novos conceitos de turbinas eólicas flutuantes aptas a operar em lâminas d'água de grande profundidade.

O projeto de pesquisa propõe uma análise do comportamento de sistemas de transmissão em corrente contínua (High Voltage Direct Current - HVDC) frente transitórios eletromagnéticos resultantes de impulsos atmosféricos. Serão analisadas várias topologias de rede (monopolar, bipolar e multiterminal) e o comportamento dos conversores do tipo fonte de tensão VSC (Voltage Source Converter - VSC), em função da incidência de descargas atmosféricas tanto na rede conectada ao terminal em corrente alternada CA quanto em corrente contínua CC. Com base nos resultados obtidos a partir da modelagem e simulação computacional das várias topologias de sistemas VSC-HVDC, será avaliado o desempenho da proteção fazendo uso de varistores de óxido metálico convencionais, junto aos terminais CA e CC dos conversores por fonte de tensão, ressaltando que tal técnica encontra-se madura apenas em sistemas HVDC compostos por conversores do tipo fonte de corrente (Line Commuted Converter - LCC), amplamente utilizados para transmissão de energia elétrica ponto a ponto por longas distâncias. Dessa forma, propõe-se uma análise criteriosa sobre aspectos técnicos e operacionais dos modernos sistemas VSC-HVDC em resposta aos transitórios eletromagnéticos resultantes de impulsos de corrente e tensão com frente de onda íngreme, visto que tal assunto é praticamente inexplorado pela literatura técnica clássica e recente sobre o objeto de estudo .

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.

Este projeto propõe o desenvolvimento de novos métodos para estimação de parâmetros elétricos de linhas de transmissão por meio de registros oscilográficos de eventos, obtidos por meio de relés digitais. Conhecendo-se as formas de onda das correntes e tensões durante a ocorrência de uma falta, em ambos os terminais da linha transmissão, supõe-se que as matrizes de impedância e admitância da linha podem ser obtidas por meio das equações diferenciais na representação da linha no domínio do tempo. No entanto, a literatura técnica mostra que a estimação dos parâmetros de linhas de transmissão não é um procedimento trivial e apresenta diversas restrições tanto em métodos desenvolvidos no domínio do tempo quanto no domínio da frequência. Nesse contexto e com base em uma ampla revisão bibliográfica, o projeto em questão propõe o desenvolvimento de métodos alternativos, utilizando um conjunto de técnicas de identificação de sistemas amplamente utilizados na teoria de controle e processos industriais. Dessa forma, o desenvolvimento proposto representa uma nova abordagem aplicada à identificação dos parâmetros de linhas de transmissão por meio de medições de corrente e tensão, até então não utilizada em sistemas de potência, determinando assim o caráter inovador do projeto. Em suma, propõe-se a utilização de ferramentas de identificação de sistemas na estimação dos parâmetros de linhas de transmissão por meio de registros de falta. Dessas ferramentas é possível citar Auto Regressiva com Entrada Exógena (Auto-Regressive with Exogenous Input - ARX), FIR (Finite Impulse Response), Auto Regressiva com Média Móvel e Entrada Exógena (AutoRegressive Moving Average with Exogenous Input - ARMAX), Modelo de Erro na Saída (Output Error - OE), Box-Jenkins (BJ) e Filtro de Kalman

Este projeto de pesquisa almeja aumentar a compreensão dos transitórios em geradores eólicos que empregam eletrônica de potência e observar sua influência nas condições de faltas internas nos enrolamentos dos geradores elétricos. Para tanto, serão realizados ensaios práticos em máquinas reais, geradores síncronos e de indução, modificadas para aplicação de faltas internas. A coleta de dados provinda destes ensaios auxiliará a compreensão sobre o comportamento dos geradores eólicos durante situações de faltas em seus enrolamentos. Os desdobramentos da análise transitória poderão subsidiar o desenvolvimento de controles mais robusto e algoritmos de proteção mais sensíveis e seletivos.